¿Cuánto sabe sobre los materiales de protección láser? (Parte 1)

Materiales de protección láserse puede dividir en dos tipos según el principio: materiales de protección láser basados ​​en el principio de la óptica lineal y materiales de protección láser basados ​​en el principio de la óptica no lineal. Los materiales de protección láser basados ​​en el principio de la óptica lineal incluyen absorción, reflexión, absorción-reflexión, materiales holográficos, etc. Los materiales de protección láser basados ​​en el principio de la óptica no lineal incluyen principalmente absorción no lineal, refracción no lineal, dispersión no lineal y materiales de reflexión no lineal.

1. Material de protección láser basado en el principio óptico lineal

1.1 Material fotoprotector absorbente

En los materiales de protección láser, el absorbente es el material más utilizado. Los filtros hechos de materiales absorbentes son económicos, simples de fabricar y fáciles de usar.

El filtro de absorción utiliza principalmente el tinte para absorber selectivamente el láser de una longitud de onda específica para lograr la protección del láser. Se puede dividir en dos categorías: la categoría es la adición de plástico colorantes orgánicos; El otro tipo es vidrio mezclado con absorbente inorgánico. El filtro combinado con tintes plásticos y orgánicos tiene las ventajas de una estructura simple, peso ligero, fácil de usar, bajo costo, alta densidad óptica, buen efecto de absorción del láser y fuerte resistencia al impacto, pero la superficie es fácil de rayar, los tintes orgánicos pueden saturarse o decolorarse cuando se exponen a una fuerte irradiación láser en plásticos, perdiendo así el efecto protector, y el sustrato de plástico envejece fácilmente en el medio ambiente y no es resistente a los agentes químicos. El filtro compuesto de vidrio y relleno inorgánico tiene las ventajas de alta dureza, buena transparencia, buena estabilidad, puede soportar una fuerte irradiación láser, se ve menos afectado por el medio ambiente y la superficie no es fácil de rayar, pero la resistencia al impacto es pobre.

Aunque el filtro de absorción tiene una fuerte absorción de radiación láser de longitud de onda específica, la transmisión de luz visible disminuirá significativamente con el aumento de la densidad óptica. La banda protectora del filtro de absorción es relativamente ancha, y cuando el láser de una longitud de onda específica se absorbe fuertemente, la transmisión de luz cerca de la longitud de onda también se reduce significativamente, oscureciendo y coloreando el campo de visión, lo que hace que el ojo humano se canse y se sienta incómodo [10]

Hay un informe sobre un vidrio laminado de plástico de protección láser, que está hecho principalmente de dos tipos de métodos compuestos de fase de material protector, para mejorar los indicadores técnicos integrales de protección láser y mejorar la transmisión de luz visible. El vidrio tiene buena resistencia al desgaste, fuerte resistencia al envejecimiento pero poca resistencia al impacto. La resistencia al desgaste y al envejecimiento de los plásticos es pobre, pero la resistencia al impacto es alta. Por lo tanto, después del compuesto de los dos materiales, se pueden mejorar sus propiedades integrales.

1.2 Material de protección reflectante

Los materiales reflectantes de protección láser se caracterizan por la reflexión total selectiva y la transmisión selectiva de ondas de luz de diferentes longitudes de onda utilizando películas ópticas dieléctricas multicapa. La tecnología de recubrimiento al vacío se utiliza para bloquear películas multicapa con diferentes índices de refracción en el vidrio óptico, a fin de realizar el reflejo del láser de longitud de onda específica.

Debido a que el material reflectante de protección contra láser refleja el láser en lugar de absorberlo, puede soportar una irradiación láser de mayor intensidad que el material absorbente de protección contra láser. Cuando la transmitancia de la energía del láser es baja y la reflectividad está relacionada con el ángulo del láser, la longitud de onda reflejada cambia con el cambio del ángulo del campo de visión. Por lo tanto, solo puede tener un efecto de protección efectivo dentro del rango de un cierto ángulo, y los requisitos del proceso son relativamente altos.

En la actualidad, China tiene una patente sobre el desarrollo de un filtro reflectante, que es un espejo de protección láser de reflexión total. La película óptica dieléctrica multicapa se coloca sobre un sustrato de vidrio óptico plano mediante tecnología de recubrimiento al vacío. Al seleccionar el material dieléctrico adecuado y el proceso de recubrimiento adecuado, tiene una alta reflexión a diferentes longitudes de onda de láser en el rango de 300~1400nm y tiene buena transparencia a la luz visible.

1.3 Materiales compuestos de protección láser

Un material compuesto que combina las funciones de los materiales de protección láser absorbentes y reflectantes puede proteger los láseres multibanda en longitudes de onda específicas.

Este material integra las ventajas del material absorbente integral y el material reflectante en uno, no solo puede lograr una alta densidad óptica, sino que también puede garantizar una cierta transmisión de luz visible y el efecto de protección es bueno.

También hay informes relacionados sobre la investigación de materiales de protección láser compuestos en China. El material consta de un sustrato y una película dieléctrica multicapa. Se caracteriza por el uso de vidrio especial con características de filtrado de paso bajo como sustrato. Una película dieléctrica reflectante multicapa con un sistema de película sin cuartos se vaporiza sobre el sustrato para formar una estructura mixta de absorción y reflexión. La transparencia de la lente protectora es del 30 por ciento. El foco óptico de la lente es de 4 a 6 m-1. Tiene la función de proteger una variedad de longitudes de onda.

1.4 Materiales de protección láser holográfica

El material de protección láser holográfica se basa en el principio óptico holográfico, el uso del método de fotografía holográfica en el sustrato de vidrio o plástico para producir una rejilla de fase tridimensional. De acuerdo con el principio de difracción de Bragg, cuando el ángulo de incidencia del láser cumple la condición de Bragg, se producirá una luz de difracción de primer orden extremadamente fuerte, lo que reflejará el láser. Diferentes franjas de interferencia de holograma corresponden a diferentes longitudes de onda, por lo que la longitud de onda específica del láser puede reflejarse controlando el espaciado de las franjas de interferencia de holograma, para lograr un efecto de protección láser. La ventaja de este material es que la banda de reflexión del láser es estrecha, lo que puede reflejar efectivamente la longitud de onda específica del láser y, al mismo tiempo, tiene una alta transmitancia; La desventaja es que el ángulo del campo de visión es limitado, el costo de producción es alto y los requisitos del proceso son muy altos.

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