Lāzera diožu moduļiir visuresošas mūsdienu tehnoloģijās, nodrošinot lietojumprogrammas no plaša patēriņa elektronikas (svītrkoda skeneri, lāzera rādītāji) līdz progresīvām rūpnieciskajām (marķēšanas, griešanas), automobiļu (LiDAR) un medicīnas sistēmām. Lēcu materiāla izvēle ir kritisks dizaina lēmums lāzerdiožu moduļos, kas būtiski ietekmē veiktspēju, izmaksas un piemērotību lietojumam.
1. Pamata materiālu un ražošanas salīdzinājums
1.1 Plastmasas (polimēru) lēcas
Materiāli:Galvenokārt polimetilmetakrilāts (PMMA/akrils) un polikarbonāts (PC). Uzlabotie sveķi, piemēram, COC (cikliskais olefīna kopolimērs) un COP (cikliskais olefīna polimērs), piedāvā izcilas īpašības.
Ražošana:Liels{0}}apjomsiesmidzināšanas formēšana. Šis process ļauj:
Ekstrēma mērogojamība:Miljoniem identisku detaļu par ļoti zemām vienības izmaksām.
Dizaina brīvība:Sarežģītas asfēriskas, difrakcijas vai mikro{0}}strukturētas virsmas ir ekonomiski iespējamas. Vairāku-elementu objektīvu blokus var veidot kā vienu gabalu.
Ātrā prototipēšana:Mazāki sākotnējie instrumenti un ātrāki cikla laiki.
1.2 Stikla lēcas
Materiāli:Optiskie stikli, piemēram, BK7 (standarta kronis) un B270 (sodas kaļķi), kā arī kausētais silīcija dioksīds lielas-jaudas vai UV aplikācijām.
Ražošana:Primārislīpēšana un pulēšanasfēriskām/asfēriskām lēcām vaiprecīza stikla formēšana (PGM)liela apjoma{0}}asfērām.
Tradicionālā slīpēšana:Darbi-ietilpīgs, piemērots prototipiem un maziem-līdz-vidējiem apjomiem. Augstas -daļas izmaksas, taču pielāgojamas pielāgotajām specifikācijām.
Precīza stikla formēšana:Ietver stikla sagatavju karsēšanu un to presēšanu īpaši-precīzās veidnēs. Augstas sākotnējās izmaksas, taču lieliski piemērotas-sarežģītu augstas{3}kvalitatīvu objektīvu masveida ražošanai.
2. Kritisko veiktspējas parametru analīze
| Parametrs | Plastmasas lēcas | Stikla lēcas | Sekas |
|---|---|---|---|
| Optiskā veiktspēja | |||
| Pārraide un spektrs | Labs redzamības diapazonā (~92% PMMA). Var dzeltenīgi ar UV iedarbību. Absorbcijas joslas NIR. | Excellent broadband (VIS to NIR/UV for fused silica). >99% ar AR pārklājumiem. Stabils. | Glass uzvar plaša-spektra, lielas-jaudas vai UV/IR lietojumos. |
| Refrakcijas indekss un dispersija | Zemāks indekss (~1,49 PMMA, ~ 1,58 personālajam datoram). Augstāks Abbe skaitlis (mazāka dispersija). | Augstāks indeksa diapazons (1.5-1.9+). Atšķiras atkarībā no stikla veida; var izvēlēties ahromatizācijai. | Stikls piedāvā lielāku optiskā dizaina elastību, īpaši krāsu korekcijai. |
| Virsmas kvalitāte un konsistence | Augsta konsekvence masveida ražošanā. Formēšana var radīt nelielu dubultlaušanu. | Izcila viendabīgums. Pulētas virsmas var sasniegt gandrīz-ideālu apdari. | Stikls ir izcils difrakcijas{0}}ierobežotai veiktspējai. |
| Mehāniskais un termiskais | |||
| Cietība un izturība pret skrāpējumiem | Zems (viegli saskrāpēts ar abrazīviem materiāliem). Nepieciešams ciets pārklājums. | Ļoti augsts (Moss 5-7). Pēc būtības izturīgs. | Stikls ir daudz izturīgāks skarbos apstākļos. |
| Termiskā izplešanās | Augsts (~70 x 10⁻⁶/K PMMA). | Ļoti zems (~7 x 10⁻⁶/K BK7). | Stikls saglabā fokusu un integritāti termiskās slodzes apstākļos. Būtiski lielas jaudas-lāzeriem. |
| Blīvums un svars | Zems (~1,2 g/cm³). | Augsts (~2,5 g/cm³ BK7). | Plastmasa, kas ir izdevīga svara{0}}jutīgām (piemēram, pārnēsājamām, automobiļu) ierīcēm. |
| Vides stabilitāte | |||
| Ķīmiskās vielas un mitrums | Uzņēmīgs pret šķīdinātājiem, dažām skābēm/bāzēm. Var absorbēt mitrumu, ietekmējot izmērus. | Ļoti inerts pret lielāko daļu ķīmisko vielu. Nav-higroskopisks. | Stikls ir būtisks ķīmiski skarbā vidē. |
| UV un ilgstoša{0}}novecošanās | Var fotodegradēties, duļķoties vai kļūt trausls ilgstošas UV iedarbības laikā. | Ļoti izturīgs pret UV starojumu (īpaši kausētais silīcija dioksīds). Normālos apstākļos nenoveco. | Stikls nodrošina ilglaicīgu{0}}uzticamību lietošanai ārpus telpām/UV{1}}pakļaušanai. |
3. Izmaksu un ražošanas ekonomika
Vienības izmaksas pēc mēroga:Plastmasas lēcām ir izšķiroša priekšrocība. Kad veidne ir izgatavota, vienas-daļas izmaksas ir centi, tādējādi nodrošinot īpaši-zemas-izmaksas patērētāju ierīces.
Kapitāla investīcijas:Plastmasas iesmidzināšanai nepieciešamas augstas{0}precizitātes tērauda veidnes (augstas sākotnējās izmaksas). Stikla slīpēšanai nepieciešams kvalificēts darbaspēks un aprīkojums; PGM nepieciešami vēl dārgāki veidņu komplekti (bieži vien karbīda).
Apjomradīti ietaupījumi: Plastic is unparalleled for volumes >100k vienību. Stikls, jo īpaši pielāgots-slīpēts, ir ekonomiskāks mazākiem apjomiem vai ļoti specializētiem vienreizējiem dizainiem.
4. Lietojumprogrammas-Īpaši ieteikumi
Plastmasas lēcas ir ideāli piemērotas:
Liela apjoma-patērētāju elektronika:Lāzera norādes, DVD/Blu{0}}ray uztvērēji, vienkārši svītrkodu skeneri.
Izmaksas{0}}rūpnieciskie sensori:Tuvuma{0}}tuvuma sensori, pamata līniju ģeneratori.
Vieglas un kompaktas sistēmas:Valkājamie, miniatūrie moduļi, kur svaram ir izšķiroša nozīme.
Lietojumprogrammas, kurām nepieciešama sarežģīta optika:Integrētas lēcas{0}}korpusu kombinācijas, difrakcijas elementi strukturētai gaismai.
Stikla lēcas nav pieejamas{0}}par:
Lieljaudas{0}}lāzeru sistēmas: Industrial cutting/welding (>1W), kur pastāv termisku bojājumu risks.
Precizitātes mērīšana un instrumentācija:Interferometrija, metroloģija, kur viļņu frontes kļūda ir jāsamazina līdz minimumam.
Barga vide:Automobiļu LiDAR (pakļauts temperatūras svārstībām, vibrācijai, nobrāzumam), militārajai/aviācijas, ķīmiskajai apstrādei.
Plašs{0}}spektrs vai īpašie viļņu garumi:UV konservēšana, medicīniskā diagnostika, telekomunikācijas.
5. Jaunās tendences un hibrīdie risinājumi
Materiālie sasniegumi:Jauni nano{0}}kompozītu polimēri ar uzlabotu cietību un termisko stabilitāti pārvar šo plaisu.
Hibrīdu lēcu sistēmas:Stikla priekšējā elementa (izturības un termiskās veiktspējas nodrošināšanai) apvienošana ar plastmasas aizmugures elementiem (izmaksas -efektīvai sarežģītībai). Tas ir izplatīts viedtālruņu kameru objektīvos un parādās LiDAR.
Vafeļu{0}}līmeņa optika (WLO):Izmantojot galvenokārt stiklu, šī tehnoloģija ļauj masveidā{0}}ražot ārkārtīgi mazus, precīzus objektīvus kompaktiem moduļiem.
6. Noslēguma un atlases vadlīnijas
Izvēle starp plastmasu un stiklu nav jautājums par to, kura ir vispārēji labāka, bet gan par to, kura ir optimāla noteiktam ierobežojumu kopumam.
Izvēlieties plastmasas lēcas šādos gadījumos:Galvenie draiveri irzemas vienības izmaksas, viegls dizains, liela{0}}ražošanas apjoms vai sarežģītas optiskās formaslabdabīgā, zemas{0}}līdz-vidējas jaudas vidē.
Izvēlieties stikla lēcas šādos gadījumos:Pieteikums prasaaugsta optiskā precizitāte, termiskā/ķīmiskā/mehāniskā izturība, liela lāzera jaudas apstrāde vai darbība plašos/ārkārtējos viļņu garumos.
Ainava attīstās. Precīza stikla liešana tuvina stiklu plastmasas apjomradītiem ietaupījumiem, savukārt uzlabotie polimēri turpina virzīt plastmasas optiskās iespējas sasniegt robežas. Novatoriskākajos nākotnes dizainos var stratēģiski izmantot abus, izmantojot katra materiāla unikālās priekšrocības, lai izveidotu lāzera moduļus, kas vienlaikus ir augstas veiktspējas-, uzticami un rentabli.
Kontaktinformācija:
Ja jums ir kādas idejas, droši sazinieties ar mums. Neatkarīgi no tā, kur atrodas mūsu klienti un kādas ir mūsu prasības, mēs ievērosim savu mērķi nodrošināt saviem klientiem augstu kvalitāti, zemas cenas un vislabāko servisu.
E-pasts:info@loshield.com; laser@loshield.com
Tālr.:0086-18092277517; 0086-17392801246
Fakss: 86-29-81323155
Wechat:0086-18092277517; 0086-17392801246
