優(yōu)良鍍膜材料及工藝技術(shù)樣品實(shí)驗(yàn)光學(xué)顯微鏡
激光窗口與透鏡元件的使用、維護(hù)及保養(yǎng)
在激光應(yīng)用中，窗口與透鏡元件的破壞形式主要有熔化、蒸發(fā)
、分解、破裂、膜層脫落或污染、燒壞等。輸出窗口與透鏡經(jīng)常在
基底材料熔化或分解前破壞，其原因與材料的光學(xué)、力學(xué)和導(dǎo)熱等
性能以及元件的加工與鍍膜質(zhì)量等密切相關(guān)。
第一，熱破壞。激光通過窗口會(huì)引起體吸收和表面吸收，因光
學(xué)加工和鍍膜所造成的表面吸收是影響窗口熱破壞的一個(gè)重要因素
。
通過選擇低吸收和高導(dǎo)熱的紅外光學(xué)材料并提高光學(xué)；加工精
度，選擇優(yōu)良的鍍膜材料及工藝技術(shù)，都可能降低紅外光學(xué)元件的
總體吸收，進(jìn)而減少熱破壞。與此同時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)良好的窗口安裝與
冷卻結(jié)構(gòu)，且采用通水進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，能夠保證激光器和激光加工
的正常工作，也是提高窗口和透鏡元件抗熱破壞能力及延長使用壽
命的有效途徑。
第二，壓力破壞。激光器一般在2．7～12kPa的負(fù)壓下工作。G
aAs或ZnSe窗口多用金屬環(huán)與真空橡皮壓封。窗口本身要承受外界
大氣壓力，機(jī)械加壓也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力并限制了窗口的脹縮，強(qiáng)激光照
射會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)這些應(yīng)力的總和超過窗口材料在某一厚度下的
臨界破壞應(yīng)力時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致窗口破壞。
GaAs的抗壓縮強(qiáng)度和力學(xué)強(qiáng)度都很高，熱膨脹系數(shù)較小，這給
抗壓力破壞提供了有利條件。設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)难b配結(jié)構(gòu)與配合公差，并
注意正確的安裝方法，既能保證窗口達(dá)到密封，又不致因裝配過緊
而限制元件的脹縮。合適的光學(xué)元件尺寸和調(diào)整激光光強(qiáng)度分布，
以盡量減小徑向熱梯度，對有效地防止或減少窗口元件的破壞會(huì)起
良好作用。
第三，微小雜質(zhì)和污染引起的破壞。由予光腔電極、殼體、絕
緣材料或氣體中混入的細(xì)微雜質(zhì)飛濺到窗口表面，大氣中灰塵或冷
凝水附著到窗口外表面，導(dǎo)光裝置掉落渣屑或激光加工中汽化產(chǎn)生
的大量涂覆物及熔化物反噴或?yàn)R射到透鏡表面，均可能造成光學(xué)元
件的表面污染。這些雜質(zhì)微�；蛭廴疚飳�(qiáng)烈地吸收激光，并首先
造成局部膜層的破壞而產(chǎn)生熱應(yīng)力。一旦窗口或透鏡元件表面受到
污染，常常在激光輸出功率不太高的情況下便將元件燒壞。為此，
改善激光和激光加工的工作環(huán)境，采取密閉或高速吹氣等措施保護(hù)
元件表面不受污染，提高膜層防潮能力及膜層硬度使表面牢固耐擦
，在使用過程中注意觀察元件表面的污染狀況并及時(shí)或定期清潔處
理鏡片，均能防止或減少紅外光學(xué)元件的破壞，并可延長其使用壽
命。
