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硅(Si)振鏡

產品簡介

    振鏡簡單來講是用在激光行業的一種掃描振鏡,其專業名詞叫做高速掃描振鏡Galvo scanning system。

    振鏡掃描式打標頭主要由XY掃描鏡、場鏡、振鏡及控制器等構成。

    振鏡掃描是將激光發射裝置產生的激光束先入射到X軸振鏡上,經反射后再入射到Y軸振鏡上,經過Y軸振鏡的二次反射即可投射到工作平面,形成掃描點。然后通過振鏡電機帶動X、Y兩個掃描頭組成的光束偏轉器的偏轉,來實現激光束在預定掃描范圍內的移動,使具有一定功率密度的激光聚焦點在打標材料上留下永久的標記,即完成圖像的掃描。每個光束偏轉器上都有一個特制的反射鏡片(鍍上不同的光膜就可以反射不同波長的激光),兩個鏡片的不同偏轉方式就可以使激光掃描出不同的圖形,從而打印不同的模型。


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產品簡介硅振鏡-CN -材料數據Si 材料數據-CN-產品展示15

生長車間生長車間13文字切割1130銑磨車間4拋光車間標題22444鍍膜車間標題114非球車間12干涉儀34

標題原尺寸中英文-恢復的

    振鏡簡單來講是用在激光行業的一種掃描振鏡,其專業名詞叫做高速掃描振鏡Galvo scanning system。

    我公司生產的激光打標機振鏡通過在硅片上或其他光學鏡片上鍍制高反射膜層,可實現特定波長激光以設計角度反射,反射率可以99.5%以上。

我們的優勢

    1、具有反射鏡級硅制基材

    2、熱學穩定性優于熔化硅基材

    3、具有符合OEM規格的幾何結構

    4、具有高反射涂層

激光振鏡掃描系統

    激光振鏡掃描系統包括激光發射裝置、振鏡系統、控制系統、PC端、投影屏幕五大部分。激光發射裝置主要是產生激光并向外發射激光束;振鏡系統是由振鏡電機和雙振鏡組構成,其中掃描電機是該系統的執行機構,帶有反射鏡片的振鏡固定在振鏡電機軸上。雙振鏡組是指固定在振鏡電機軸上的反射鏡片,分別為X、Y軸,X軸上的鏡片負責進行掃描,Y軸上的鏡片負責掃描;控制系統包括控制和驅動兩部分,控制部分負責控制振鏡的偏轉角度等,驅動電路是一個位置隨動控制系統,主要負責實現接受PC端對振鏡電機的控制命令并進行相應的指令操作;投影屏幕是激光最終到達的工作平面區域。激光掃描目前被應用到諸如激光加工、圖像傳輸、醫療等領域。

工作原理

    振鏡掃描式打標頭主要由XY掃描鏡、場鏡、振鏡及控制器等構成。

    振鏡掃描是將激光發射裝置產生的激光束先入射到X軸振鏡上,經反射后再入射到Y軸振鏡上,經過Y軸振鏡的二次反射即可投射到工作平面,形成掃描點。然后通過振鏡電機帶動X、Y兩個掃描頭組成的光束偏轉器的偏轉,來實現激光束在預定掃描范圍內的移動,使具有一定功率密度的激光聚焦點在打標材料上留下永久的標記,即完成圖像的掃描。每個光束偏轉器上都有一個特制的反射鏡片(鍍上不同的光膜就可以反射不同波長的激光),兩個鏡片的不同偏轉方式就可以使激光掃描出不同的圖形,從而打印不同的模型。

圖片1

    振鏡掃描式打標因其應用范圍廣,可進行矢量打標和點陣打標,標記范圍可調,而且具有響應速度快、打標速度高(每秒鐘可打標幾百個字符)、打標質量較高、光路密封性能好、對環境適應性強等優勢已成為主流產品,并被認為代表了未來激光打標的發展方向,具有廣闊的應用前景。

分類

基底:

    石英、硅、玻璃

光斑直徑:

    3mm,5mm,7mm,8mm,8.5mm,10mm,12mm,14mm,15mm,16mm,18mm,20mm,30mm,35mm,50mm,70mm,80mm

波長:

    10.6μm,1064nm,1550nm,532nm,355nm,266nm

膜系

    金屬反射膜(金膜、銀膜)、介質反射膜

用途

鍍金掃描鏡 

    a.常用于二氧化碳激光10.6μm波長

    b.常見基底:硅  10.6μm反射率大于98%

鍍介質膜掃描鏡 

    a.適用于Nd:YAG激光1064nm波長

    b.常見基地:硅、光學玻璃,石英 鍍高反介質模,1064nm反射率大于99.8%

    c.常用單點鍍膜,鍍膜波段1064nm,1550nm,532nm,355nm,266nm

    d.可做高功率

鍍銀掃描鏡

    a.常用于可見光波段

    b.常見基底:光學玻璃,鍍保護銀膜反射率大于98%

注意

    物理尺寸:各個光斑尺寸略有差異

    光潔度:不能太低,如果點子和劃痕出現在鏡片中心區域,工作時會打壞膜層或片子。

    面型:鏡片的表面精度會直接影像到打標的最終結果。

    功率(激光損傷閾值):鏡片大小,薄厚、材質、膜系均不同。

工藝

1.晶體生長

    本征公司可獨立生長各類光學晶體

2.晶體切割

    精雕切割工藝,產能:2萬片/月

    物理尺寸:卡尺、千分尺,過程每組全檢,終檢毛坯抽檢

    晶向:X射線定向儀,過程每組全檢,終檢毛坯抽檢

3.古典拋光

拋光的目的:

    (a)去掉表面的破壞層,達到規定的粗糙度。

    (b)精修面形,達到圖紙要求的面形。

    (c)為以后的特種工藝如鍍膜,膠合工序創造條件。

4.鍍膜

拋光截圖20220813154105


硅晶體介紹

硅單晶介紹:

    硅(Si)單晶是一種化學惰性氣體材料,硬度高,不溶于水。它在1-7μm波段具有很好的透光性能,同時它在遠紅外波段30-300μm也具有很好的透光性能,這是其它光紅外材料所不具有的特點。硅單晶通常用于3-5μm中波紅外光學窗口和光學濾光片的基片。由于該材料導熱性能好,密度低,也是制作激光反射鏡的常用材料。

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    硅單晶的產品根據不同的需要包括P型和N型。制備從原料配制開始,將高純硅原料進行稱重,根據需要生長的晶體類型選取適當摻雜劑按比例進行稱重,混合后裝入坩堝中。裝好原料的坩堝放入晶體生長爐內,進行抽氣,真空度達到10-3Pa,然后充入氬氣,進行升溫。待坩堝中晶體原料熔化后,降低籽晶對籽晶進行預熱,然后略降爐溫,通過調節功率尋找合適的下晶溫度。找到合適的溫度后進行引晶,一般會縮晶,長度6cm,然后進行放肩,達到尺寸后進入等徑狀態。在等徑時也需要對晶體生長情況進行觀察,如果出現多晶,要及時回熔。在晶體生長結束時,不能將晶體直接從熔體中提拉出來,因為這會使晶體受到較大的熱沖擊力,會導致晶體開裂或尾部大量缺陷。在收尾過程中要較慢收尾,形成尾錐。

    生長后的晶體需要進行加工設計,然后按照設計進行定向、切割、掏棒和加工,以得到較高的利用率。最后可根據需要進行鍍膜,成為光學器件。

硅指標

性能要求:

    1.純度:晶體生長時所使用的原材料純度應不低于9N(99.9999999%),所使用的摻雜劑純度不低于5N(99.999%)。

    2.結晶質量:硅單晶棒應無鑲嵌、無晶界、無孿晶。

    3.位錯密度:位錯密度應不大于100個/cm2。

    4.導電類型:硅單晶的導電類型共兩類:N型、P型。

    5.晶向:硅單晶材料的晶向主要包含以下結晶學方向。

晶向

    6.電阻率:硅單晶的電阻率分為四級

參雜

    7.外觀質量:硅單晶材料表面無污染、無崩邊、無裂紋、無孔洞。

本證材料測試

透過率檢測

樣品:單晶硅,直徑不小于20 ~ 50mm,厚度10±0.5mm,通光面拋光光潔度達到80/50

測試波段:3-15um

合格要求:≥52.5%@3-5um

曲線

鍍膜工藝

光學鍍膜概念及原理

    鍍膜是用物理或化學的方法在材料表面鍍上一層透明的電解質膜,或鍍一層金屬膜,目的是改變材料表面的反射和透射特性,達到減少或增加光的反射、分束、分色、濾光、偏振等要求。常用的鍍膜法有真空鍍膜(物理鍍膜的一種)和化學鍍膜。光學零件表面鍍膜后,光在膜層層上多次反射和透射,形成多光束干涉,控制膜層的折射率和厚度,可以得到不同的強度分布,這是干涉鍍膜的基本原理。

鍍膜

光學薄膜分類:

    增透膜:硅、鍺、硫化鋅、硒化鋅等基底較多,氟化物較為少見。

    單波長、雙波長、寬帶

    反射膜:分介質與金屬反射膜,金屬反射膜一般為鍍金加保護層。

    半反射、單波長、雙波長、寬帶

    硬碳膜 :也叫DLC膜,一般鍍在硅、鍺、硫系玻璃外表面,做保護/增透作用, 產品另一側一般要求鍍增透膜。 

    分光膜 :有些要求特定入射角情況下,可見光波段反射,紅外波段透過,多用于光譜分析中。

    45度分光片、雙色分束、偏振分束片&棱鏡

    濾光膜:寬帶、窄帶

    激光晶體膜:YAG/YV04/KTP/LBO/BBO/LIND03

    紫外膜-增透:193/248/266/308/340/355,鋁反射180-400nm 

    紅外膜:CO210.6UM/YAG2940NM/SI&GE&ZNSE&ZNS

增透膜波長選擇表

增透膜

標準可見光增透膜曲線

3333

標準紅外光增透膜曲線

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高反射膜

金屬鏡(Metallic Mirror)

    成本較低,反射波段較寬。

    一般用于反射率要求不是特別高,但是波段很寬的應用。

    因為存在部分吸收,因此限制了其在激光領域的應用。

全介質反射鏡(Dielectric HR coatings )

    成本較高,反射波段較窄。

    反射率可以做到很高。

    反射波段范圍有限,如加大反射波段范圍,膜層鍍制難度將提高。

    膜層較厚,應力較大,存在膜層脫落風險。

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鍍膜基片

    指在什么材質上鍍膜?;淄鞘褂铆h境和用途決定。常見的鍍膜基底選擇? 如氣體分析保護金多用氟化鈣基底,普通反射鏡用浮法玻璃,激光腔鏡用硅基底,紅外濾光片多用硅鍺,可見及近紅外多是玻璃,無氧銅多是鎳和金等。

    氟化鈣,氟化鋇,氟化鎂,藍寶石,鍺,硅,硫化鋅,硒化鋅,硫系玻璃,N-BK7,熔融石英等

鍍膜材料

    附著在基底上的起到透射,反射,分光等作用的材料,可能是光學材料如硫化鋅、氟化鎂等,也可能是金屬,如鋁金等。目前成熟大批量光學鍍膜材料多是顆粒狀或是藥片狀,也有整塊晶體鍍膜靶材;金屬鍍膜材料多是絲及塊狀;基底,用途,和鍍膜指標決定用什么鍍膜材料。

鍍膜工序和設備

清洗設備:

    超聲波清洗機:指清洗和烘干一體化的,可直接裝盤鍍膜。同時這個機器必須在潔凈空間使用;

光學鏡片的超聲波清洗技術

    在光學冷加工中,鏡片的清洗主要是指鏡片拋光后殘余拋光液、黏結劑、保護性材料的清洗;鏡片磨邊后磨邊油、玻璃粉的清洗;鏡片鍍膜前手指印、口水以及各種附著物的清洗。

    傳統的清洗方法是利用擦拭材料(紗布、無塵紙)配合化學試劑(汽油、乙醇、丙酮、乙醚)采取浸泡、擦拭等手段進行手工清擦。

這種方法費時費力,清潔度差,顯然不適應現代規?;墓鈱W冷加工行業。這迫使人們尋找一種機械化的清洗手段來代替。于是超聲波清洗技術逐步進入光學冷加工行業并大顯身手,進一步推動了光學冷加工業的發展。

    超聲波清洗技術的基本原理,大致可以認為是利用超聲場產生的巨大作用力,在洗滌介質的配合下,促使物質發生一系列物理、化學變化以達到清洗目的的方法。

    當高于音波(28~40khz)的高頻振動傳給清洗介質后,液體介質在高頻振動下產生近乎真空的空腔泡,空腔泡在相互間的碰撞、合并、消亡的過程中,可使液體局部瞬間產生幾千大氣壓的壓強,如此大的壓強使得周圍的物質發生一系列物理、化學變化。

工藝流程:

  鍍膜流程

等離子增強化學氣相沉積 (PECVD):

    是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離,在局部形成等離子體,而等離子體化學活性很強,很容易發生反應,在基片上沉積出所期望的薄膜。因為利用了等離子的活性來促進化學反應,PECVD可以在較低的溫度下實現

粒子輔助


等離子輔助氣相沉積

    目前DLC膜常用制備方法。采用射頻技術(RF-PACVD)將通入的氣體(丁烷、氬氣)離化,在極板自偏壓(負)的吸引下,帶正電的粒子向基板撞擊,沉積在基板表面。

原理圖



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