Quanto sai sui materiali per la protezione laser? (Parte 1)

Materiali di protezione laserpossono essere suddivisi in due tipi in base al principio: materiali di protezione laser basati sul principio dell'ottica lineare e materiali di protezione laser basati sul principio dell'ottica non lineare. I materiali di protezione laser basati sul principio dell'ottica lineare includono assorbimento, riflessione, assorbimento-riflessione, materiali olografici, ecc. I materiali di protezione laser basati sul principio dell'ottica non lineare includono principalmente assorbimento non lineare, rifrazione non lineare, dispersione non lineare e materiali di riflessione non lineare.

1. Materiale di protezione laser basato sul principio ottico lineare

1.1 Materiale fotoprotettivo assorbente

Nei materiali di protezione laser, l'assorbente è il materiale più utilizzato. I filtri realizzati con materiali assorbenti sono economici, semplici da fabbricare e facili da usare.

Il filtro di assorbimento utilizza principalmente il colorante per assorbire selettivamente il laser di una lunghezza d'onda specifica per ottenere la protezione dal laser. Può essere suddiviso in due categorie: la categoria è l'aggiunta di coloranti organici alla plastica; L'altro tipo è il vetro mescolato con assorbente inorganico. Il filtro combinato con plastica e coloranti organici presenta i vantaggi di una struttura semplice, leggero, facile da usare, basso costo, alta densità ottica, buon effetto di assorbimento laser e forte resistenza agli urti, ma la superficie è facile da graffiare, i coloranti organici possono essere saturi o scoloriti se esposti a forti radiazioni laser nella plastica, perdendo così l'effetto protettivo e il substrato di plastica è facile da invecchiare nell'ambiente e non è resistente agli agenti chimici. Il filtro composto da vetro e riempitivo inorganico presenta i vantaggi di elevata durezza, buona trasparenza, buona stabilità, può sopportare forti radiazioni laser, è meno influenzato dall'ambiente e la superficie non è facile da graffiare, ma la resistenza agli urti è scarsa.

Sebbene il filtro di assorbimento abbia un forte assorbimento dell'irradiazione laser a lunghezza d'onda specifica, la trasmissione della luce visibile diminuirà significativamente con l'aumento della densità ottica. La banda protettiva del filtro di assorbimento è relativamente ampia e quando il laser di una lunghezza d'onda specifica viene fortemente assorbito, anche la trasmissione della luce vicino alla lunghezza d'onda viene ridotta in modo significativo, oscurando e colorando così il campo visivo, il che rende l'occhio umano facile da affaticare e disagio [10]

C'è un rapporto su un vetro stratificato di plastica a protezione laser, che è principalmente costituito da due tipi di metodi compositi di fase di materiale protettivo, in modo da migliorare gli indicatori tecnici completi della protezione laser e migliorare la trasmissione della luce visibile. Il vetro ha una buona resistenza all'usura, una forte resistenza all'invecchiamento ma una scarsa resistenza agli urti. La resistenza all'usura e all'invecchiamento della plastica è scarsa, ma la resistenza all'urto è elevata. Pertanto, dopo il composito dei due materiali, le loro proprietà globali possono essere migliorate.

1.2 Materiale protettivo riflettente

I materiali riflettenti di protezione laser sono caratterizzati dalla riflessione totale selettiva e dalla trasmissione selettiva di onde luminose di diverse lunghezze d'onda utilizzando pellicole ottiche dielettriche multistrato. La tecnologia di rivestimento sottovuoto viene utilizzata per bloccare film multistrato con diversi indici di rifrazione sul vetro ottico, in modo da realizzare la riflessione di specifiche lunghezze d'onda laser

Poiché il materiale di protezione laser riflettente riflette il laser invece di assorbire il laser, può sopportare un'irradiazione laser di intensità maggiore rispetto al materiale di protezione laser assorbente. Quando la trasmittanza dell'energia laser è bassa e la riflettività è correlata all'angolo del laser, la lunghezza d'onda riflessa cambia con il cambiamento dell'angolo del campo visivo. Pertanto, può avere un effetto di protezione efficace solo nell'intervallo di un certo angolo e i requisiti di processo sono relativamente elevati

Attualmente, la Cina ha un brevetto sullo sviluppo di un filtro riflettente, che è uno specchio di protezione laser a riflessione completa. La pellicola ottica dielettrica multistrato è placcata su un substrato di vetro ottico piatto mediante tecnologia di rivestimento sottovuoto. Selezionando il materiale dielettrico adatto e il processo di placcatura adeguato, ha un'elevata riflessione a diverse lunghezze d'onda del laser nell'intervallo di 300 ~ 1400 nm e ha una buona trasparenza alla luce visibile.

1.3 Materiali compositi di protezione laser

Un materiale composito che combina le funzioni di materiali di protezione laser assorbenti e riflettenti può proteggere i laser multibanda a specifiche lunghezze d'onda.

Questo materiale integra i vantaggi del materiale assorbente completo e del materiale riflettente in uno, non solo può raggiungere un'elevata densità ottica, ma può anche garantire una certa trasmissione della luce visibile e l'effetto di protezione è buono.

Ci sono anche rapporti correlati sulla ricerca di materiali protettivi laser composti in Cina. Il materiale è costituito da un substrato e da un film dielettrico multistrato. È caratterizzato dall'utilizzo di vetro speciale con caratteristiche di filtraggio passa-basso come substrato. Un film dielettrico riflettente multistrato con un sistema di film non quarto viene vaporizzato sul substrato per formare una struttura mista di assorbimento-riflessione. La trasparenza della lente protettiva è del 30%. Il fuoco ottico dell'obiettivo è compreso tra 4 e 6 m-1. Ha la funzione di proteggere una varietà di lunghezze d'onda.

1.4 Materiali olografici di protezione laser

Il materiale di protezione laser olografico si basa sul principio ottico olografico, l'uso del metodo fotografico olografico sul vetro o sul substrato di plastica per produrre reticoli di fase tridimensionali. Secondo il principio di diffrazione di Bragg, quando l'angolo di incidenza del laser soddisfa la condizione di Bragg, verrà prodotta una luce diffrattiva di primo ordine estremamente forte, che riflette il laser lontano. Diverse frange di interferenza dell'ologramma corrispondono a diverse lunghezze d'onda, quindi la lunghezza d'onda specifica del laser può essere riflessa controllando la spaziatura delle frange di interferenza dell'ologramma, in modo da ottenere un effetto di protezione laser. Il vantaggio di questo materiale è che la banda di riflessione laser è stretta, che può riflettere efficacemente la lunghezza d'onda specifica del laser e allo stesso tempo ha un'elevata trasmittanza; Lo svantaggio è che l'angolo del campo visivo è limitato, il costo di produzione è elevato e i requisiti di processo sono molto elevati.

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