雖說高功率CO2激光系統(tǒng)中的光學(xué)鏡片是易耗品,我們總希望用的盡可能少,以便延長(zhǎng)激光器使用壽命和降低使用成本.
在更換過程中,光學(xué)鏡片的放置、檢測(cè)、安裝,都要注意使鏡片免于受損和污染。一個(gè)新鏡片安上后,應(yīng)定期的進(jìn)行清洗。這個(gè)過程相當(dāng)簡(jiǎn)單。操作正確,將延長(zhǎng)鏡片的使用壽命,并降低成本。相反,則會(huì)降低使用壽命。
在激光工作時(shí),不可避免的激光器中的光學(xué)元件會(huì)接觸懸浮物。當(dāng)激光對(duì)材料進(jìn)行切割、焊接、熱處理時(shí),工作表面會(huì)釋放大量的氣體和飛濺物,這些氣體和飛濺物都將會(huì)對(duì)鏡片造成傷害。當(dāng)污染物落在鏡片表面,將會(huì)從激光束吸收能量,導(dǎo)致熱透鏡效應(yīng)。如果鏡片還沒有形成熱應(yīng)力,則操作者可以將其拆卸并清洗干凈。當(dāng)然,應(yīng)采用某種能避免損害鏡片和進(jìn)一步污染的方法。
操作總則
在鏡片的安裝和清洗過程中,任何一點(diǎn)粘物,甚至指甲印或油滴,都會(huì)使鏡片吸收率提高,降低使用壽命。所以,必須采用下面的預(yù)防措施:
1)千萬(wàn)不要用裸指安裝鏡片。應(yīng)帶上指套或橡膠手套。
2)不要用犀利器械以免引起鏡片表面刮傷。
3)取鏡片時(shí)不可接觸到膜層,而是拿著鏡片邊緣。
4)鏡片應(yīng)放在干燥、整潔的地方來檢測(cè)和清洗。一個(gè)好的工作臺(tái)表面上應(yīng)有數(shù)層清洗紙巾或紙拭,并有數(shù)張清洗透鏡綿紙。
5)使用者應(yīng)避免在鏡片上方說話,并讓食物、飲料和其他潛在的污染物遠(yuǎn)離工作環(huán)境。
正確的清洗方法
清洗鏡片的過程中,唯一的目的就是將鏡片的污染物去除,并且不要對(duì)鏡片造成進(jìn)一步的污染和損壞。為了達(dá)到這一目的,人們往往應(yīng)采用風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)小的方法。下面的操作步驟就是為了這一目的而設(shè)立的,使用者應(yīng)當(dāng)采用。
首先應(yīng)用空氣球?qū)⒃砻娴母∥锎档簦貏e是表面有微小顆粒和絮物的鏡片,這一步是必要的。但千萬(wàn)不要使用生產(chǎn)線上的壓縮空氣,因?yàn)檫@些空氣中會(huì)含有油物和水滴,這都會(huì)加深對(duì)鏡片的污染。
第二步應(yīng)用丙酮對(duì)鏡片作輕微清洗。這種級(jí)別的丙酮幾乎是無(wú)水的,這就降低了鏡片污染的可能性。
棉花球蘸上丙酮必須在光照下清洗鏡片,并做環(huán)狀移動(dòng)。棉簽一旦臟了,須更換。清洗要一次完成以避免產(chǎn)生波筋。
如果鏡片有兩個(gè)鍍膜表面,如透鏡,每個(gè)面都需要以這種方法清洗。第一面需要放在一層干凈的透鏡紙上以起保護(hù)作用。
如果丙酮不能將所有的污物去除,接下來使用酸醋清洗。酸醋清洗是利用對(duì)污物的溶解來達(dá)到清除污物的,但不會(huì)對(duì)光學(xué)鏡片造成傷害。這種酸醋可以是實(shí)驗(yàn)級(jí)別的(稀釋到50%強(qiáng)度),或者家庭用的6%乙酸的白醋亦可。清洗的程序與丙酮清洗一樣,然后再用丙酮來去除酸醋和擦干鏡片,這時(shí)要頻繁的換棉球以完全的吸走酸和水合物。
如果鏡片表面還沒有完全清洗干凈,這時(shí)候就得采用拋光清洗。拋光清洗就是用精細(xì)級(jí)的(0.1um)的鋁拋光膏。
這種白色液體用棉球蘸著使用。因?yàn)檫@種拋光清洗是機(jī)械研磨,所以在鏡片表面清洗時(shí)要緩慢、無(wú)壓力的交錯(cuò)環(huán)行,不要超過30秒。后用蒸餾水或用棉球蘸水將其表面沖洗干凈。
在拋光物去除后,鏡片表面要用異丙基乙醇清潔。異丙基乙醇將剩下的拋光物和水聚在一起并使之保持一種懸浮狀,然后用棉球蘸滿丙酮將這些懸浮物去除。如果表面還有殘余物,用酒精和丙酮再次清洗,直到清洗干凈為止。
當(dāng)然,某種污染物和鏡片損傷無(wú)法通過清洗去除,特別是因金屬飛濺和污垢引起的膜層燒壞,要想恢復(fù)良好的性能,唯一的辦法就是更換鏡片。
正確的安裝方法
在安裝過程中,如果方法不正確,就會(huì)使得鏡片被污染。因此先前所講的操作規(guī)程要遵守。如果大量的鏡片需要安裝和拆卸,有必要設(shè)計(jì)一種夾具來完成任務(wù)。專一的夾具可以降低與鏡片接觸的次數(shù),從而減少鏡片污染或毀壞的危險(xiǎn)。
另外,如果鏡片安裝不正確,激光系統(tǒng)將不能正常工作,甚至于會(huì)被損壞。所有的二氧化碳激光器鏡片應(yīng)以某一方向安裝。所以使用者應(yīng)正確認(rèn)好鏡片的正確方向。例如,輸出鏡高反射面應(yīng)對(duì)著腔內(nèi),高透面應(yīng)對(duì)著腔外,如果反了,激光器將不產(chǎn)生激光或產(chǎn)生低能量的激光。最終的聚焦透鏡的凸面應(yīng)對(duì)著腔內(nèi),透鏡頭的第二面要么是凹面,要么是平面,這一面應(yīng)對(duì)著工作。如果反了,將會(huì)導(dǎo)致焦點(diǎn)變大,工作距離變化。在切割應(yīng)用中,導(dǎo)致切縫變大,切割速度變慢。
反射鏡是第三種常用鏡片,它的安裝也是非常關(guān)鍵的。當(dāng)然,對(duì)于反射鏡很容易辨別反射面。很明顯,鍍膜的一面對(duì)著激光。
一般而言,制造商會(huì)在邊緣做出記號(hào)來幫助辨別表面。一般這種記號(hào)是箭頭,箭頭對(duì)著其中一面。每一個(gè)鏡片制造商都有一個(gè)關(guān)于鏡片標(biāo)記的系統(tǒng)。一般而言,對(duì)于反射鏡和輸出鏡,箭頭對(duì)著高反面。對(duì)于透鏡,箭頭對(duì)著凹面或平面。有時(shí),鏡片標(biāo)簽會(huì)提醒標(biāo)記的意義。