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激光扫描振镜的技术探索

激光扫描振镜

这一反射面能承受的功率密度一般在500W/cm2左右,具有独特的用途。激光扫描振镜扫描头的引入也带来了许多其它问题,如聚合物焊接。这就要求对工件温度进行精确控制,通常采用高温计非接触测量。在这种方法中,工件的热辐射信号必须沿激光光斑路径返回,经过振镜镜片等反射到激光点的位置。通常温度在1.7至2.2米之间。因为这一频带的介质层对激光辐射是可穿透的,所以在石英基片的背面加一层铝膜可以解决这个问题。


提示读者,若要扩大波长范围,须对扫描光学系统进行调整。

而激光远程焊接、远距离切割、扫描热处理等新型大功率应用都需要数百瓦甚至几千瓦的功率,这对振镜扫描头提出了新的挑战。尽管介质反射器的反射率很高(特别是镀铝后),但部分(<2%)仍然可以透过,并且可以通过反射器基底或周围的元件吸收。

对小功率激光器来说,这是一种良好的解决方法。


但是,高能激光会在设备内产生大量的热量,导致明显的热漂移和不合格的长期稳定波动。所以,激光扫描振镜扫描设备的水冷功能是非常必要的,但往往解决不了问题。硅胶反射镜由于热负荷及所产生的影响,如造成胶层变形,甚至软化,或因转子或轴承发热而导致镜片失效。所以,新的反射技术至关重要。


其缺点是导热性低,冷却性能差。硅、碳化硅等硅基材料能够提供更高的热导率。因为碳硅基材料具有很高的强度,所以它在高密度下可以被降低。若采用不透明基体,则可直接在硅基材料与电镀层之间镀层,以Si、SiC为主。反射式基础的机械设计,通过精心的模型计算,可优化设计稳定性、重量、传热和转动惯量。