振鏡掃描平場聚焦加工原理
振鏡掃描平場聚焦加工方式,平場掃描聚焦鏡對光束進行聚焦后,激光焦點在平場掃描聚焦鏡焦平面上的移動距離與平場掃描聚焦鏡焦距成正比,與平場掃描聚焦鏡入口光束和平場掃描聚焦鏡光軸夾角或者夾角的變化值成正比,一旦平場掃描聚焦鏡選定,平場掃描聚焦鏡焦距就確定,那么激光焦點在平場掃描聚焦鏡焦平面上的移動距離理論上只與平場掃描聚焦鏡入口光束和平場掃描聚焦鏡光軸夾角或者夾角變化值成正比。
振鏡掃描平場聚焦超精細加工思路
振鏡掃描平場聚焦高速超精細加工思路,傳統思路有兩個。
第一,減少振鏡鏡片大小,從而減少振鏡鏡片的擺動慣量。這種思路,由于振鏡鏡片不能承受太大擴束光束,因此,要獲得精細的激光掃描光斑,必須配置短焦距小幅面的平場鏡,其缺點就是掃描幅面大大縮小。
第二,振鏡的光學反射鏡越輕越好,采用鈹鏡片,應注意以下幾個問題:
首先,該材料為劇毒,每一立方米的空氣中只要有一毫克鈹的粉塵,就會使人染上急性肺炎——鈹肺病。離子狀態的金屬元素危害性最大,鈹離子易于被人體吸收,能與血液和淋巴液體蛋白質結合,影響免疫系統和內分泌系統。氟化鈹和氧化鈹是導致急性鈹中毒的物質。(網上搜索資料)。
其次,已經有多個實際案例表明鈹鏡片表面鍍膜很容易損傷,且鈹處于激光光路中,被激光破壞概率大。下圖為紫外激光器擴束以后用于擋光的發黑鋁板,一般十幾分鐘到半小時就會打出一個白點,可以想象,雖然鈹熔點比較高,但是鈹在紫外激光照射下蒸發的概率幾乎100%,因此把鈹置于激光光路里面絕對不是明智之舉。
另一個案例是,采用激光在玻璃表面掃描一次,可以用3D顯微鏡掃描,發現玻璃被激光“啃”下去幾百納米深度。
可見,物質在激光照射下發生輻射蒸發的概率很絕對存在的。激光等離子體光譜技術也是基于這一原理進行的。
鈹與鋁的相似性
在周期表中,鈹與第IIIA族中的鋁處于對角線位置,它們的性質十分相似。
1.標準電極電勢相近:都是活潑金屬。
2.都是親氧元素,金屬表面易形成氧化物保護膜,都能被濃HNO3鈍化。
3.均為兩性金屬。氫氧化物也均呈兩性。
4.氧化物BeO和Al2O3都具有高熔點、高硬度。
5.BeCl2和AlCl3都是缺電子的共價型化合物,通過橋鍵形成聚合分子。
6.鈹鹽、鋁鹽都易水解,水解顯酸性。
7.Be2C像Al4C3一樣,水解時產生甲烷。盡管Be和Al有許多相似的化學性質,但兩者在人體內的生理作用極不相同。人體能容納適量的鋁,卻不能有一點兒鈹,吸入少量的BeO,就有致命的危險。
目前鈹振鏡鏡片是如何使用的
鈹,材料輕質,可提供高導熱率,硬度較低,其加工難度比碳化硅低。然而,這種材料同樣有缺點。首先,該材料為劇毒。為避免皮膚和鈹接觸,整個表面都用鎳包裹。由于鈹晶粒尺寸太大,無法在630nm下拋光到小于λ/4的平面度,故鎳可用于拋光和鍍膜。
鈹振鏡鏡片之隱憂
鈹振鏡鏡片表面包一層鎳,可以抵抗激光輻射;問題在于,在激光出光過程中,振鏡鏡片萬一破裂,這時候鈹被激光輻射,將是非常嚴重的事故;在3~5年后設備淘汰后,鈹鏡片如何回收,目前沒有看到明確的說法,甚至回收理念都沒有。
目前采用鈹鏡片的振鏡廠家主要是美國振鏡廠家,德國振鏡廠家目前沒有看到推出鈹鏡片,而是推出超級難加工的碳化硅鏡片,犧牲速度,犧牲成本,著眼于環保。相同振鏡技術,鈹鏡片比標準碳化硅反射鏡,最終速度可增加30%,并節省20%時間。
建議
強烈建議有關部門對工業領域危險元素的應用建立監管機制,不能因為工業發展而損壞同胞身體健康,特別是對應領域的專業人士應該有清醒的頭腦和環保責任。建議行業同仁自覺抵制鈹鏡片的使用,環境污染面前人人平等,誰也逃不掉。
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原文標題:淺談振鏡掃描平場聚焦精細加工振鏡鏡片選擇
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