Que savez-vous des matériaux de protection laser ? (Partie 1)

Matériaux de protection laserpeuvent être divisés en deux types selon le principe : les matériaux de protection laser basés sur le principe de l'optique linéaire et les matériaux de protection laser basés sur le principe de l'optique non linéaire. Les matériaux de protection laser basés sur le principe de l'optique linéaire comprennent l'absorption, la réflexion, l'absorption-réflexion, les matériaux holographiques, etc. Les matériaux de protection laser basés sur le principe de l'optique non linéaire comprennent principalement l'absorption non linéaire, la réfraction non linéaire, la diffusion non linéaire et les matériaux de réflexion non linéaires.

1. Matériau de protection laser basé sur le principe optique linéaire

1.1 Matériau photoprotecteur absorbant

Dans les matériaux de protection laser, l'absorbant est le matériau le plus utilisé. Les filtres faits de matériaux absorbants sont peu coûteux, simples à fabriquer et faciles à utiliser.

Le filtre d'absorption utilise principalement le colorant pour absorber sélectivement le laser d'une longueur d'onde spécifique afin d'obtenir une protection laser. Il peut être divisé en deux catégories : la catégorie correspond à l'ajout de colorants organiques au plastique ; L'autre type est le verre mélangé à un absorbant inorganique. Le filtre combiné avec des colorants plastiques et organiques présente les avantages d'une structure simple, léger, facile à utiliser, peu coûteux, haute densité optique, bon effet d'absorption laser et forte résistance aux chocs, mais la surface est facile à rayer, les colorants organiques peuvent être saturés ou décolorés lorsqu'ils sont exposés à une forte irradiation laser dans les plastiques, perdant ainsi l'effet protecteur, et le substrat en plastique est facile à vieillir dans l'environnement et ne résiste pas aux agents chimiques. Le filtre composé de verre et de charge inorganique présente les avantages d'une dureté élevée, d'une bonne transparence, d'une bonne stabilité, peut résister à une forte irradiation laser, est moins affecté par l'environnement et la surface n'est pas facile à rayer, mais la résistance aux chocs est faible.

Bien que le filtre d'absorption ait une forte absorption de l'irradiation laser à longueur d'onde spécifique, la transmission de la lumière visible diminuera de manière significative avec l'augmentation de la densité optique. La bande protectrice du filtre d'absorption est relativement large, et lorsque le laser d'une longueur d'onde spécifique est fortement absorbé, la transmission de la lumière près de la longueur d'onde est également considérablement réduite, assombrissant et colorant ainsi le champ de vision, ce qui rend l'œil humain facile à fatiguer et à gêner [10]

Il existe un rapport sur un verre feuilleté en plastique de protection laser, qui est principalement composé de deux types de méthodes composites de phase de matériau de protection, afin d'améliorer les indicateurs techniques complets de la protection laser et d'améliorer la transmission de la lumière visible. Le verre a une bonne résistance à l'usure, une forte résistance au vieillissement mais une faible résistance aux chocs. La résistance à l'usure et la résistance au vieillissement des plastiques sont médiocres, mais la résistance aux chocs est élevée. Par conséquent, après le composite des deux matériaux, leurs propriétés globales peuvent être améliorées.

1.2 Matériau de protection réfléchissant

Les matériaux de protection laser réfléchissants sont caractérisés par une réflexion totale sélective et une transmission sélective d'ondes lumineuses de différentes longueurs d'onde à l'aide de films optiques diélectriques multicouches. La technologie de revêtement sous vide est utilisée pour verrouiller des films multicouches avec différents indices de réfraction sur le verre optique, afin de réaliser la réflexion d'un laser à longueur d'onde spécifique

Etant donné que le matériau de protection laser réfléchissant réfléchit le laser au lieu d'absorber le laser, il peut résister à une irradiation laser d'intensité plus élevée que le matériau de protection laser absorbant. Lorsque la transmission de l'énergie laser est faible et que la réflectivité est liée à l'angle du laser, la longueur d'onde réfléchie change avec le changement de l'angle du champ de vision. Par conséquent, il ne peut avoir un effet de protection efficace que dans la plage d'un certain angle, et les exigences du processus sont relativement élevées

À l'heure actuelle, la Chine détient un brevet sur le développement d'un filtre réfléchissant, qui est un miroir de protection laser à réflexion totale. Le film optique diélectrique multicouche est plaqué sur un substrat de verre optique plat par la technologie de revêtement sous vide. En sélectionnant un matériau diélectrique approprié et un processus de placage approprié, il présente une réflexion élevée sur différentes longueurs d'onde de laser dans la plage de 300 à 1400 nm et une bonne transparence à la lumière visible.

1.3 Matériaux composites de protection laser

Un matériau composite qui combine les fonctions de matériaux absorbants et réfléchissants de protection laser peut protéger les lasers multibandes à des longueurs d'onde spécifiques.

Ce matériau intègre les avantages d'un matériau absorbant complet et d'un matériau réfléchissant en un, non seulement peut atteindre une densité optique élevée, mais peut également assurer une certaine transmission de la lumière visible, et l'effet de protection est bon.

Il existe également des rapports connexes sur la recherche de matériaux de protection laser composés en Chine. Le matériau est constitué d'un substrat et d'un film diélectrique multicouche. Il se caractérise par l'utilisation d'un verre spécial avec des caractéristiques de filtrage passe-bas comme substrat. Un film diélectrique réfléchissant multicouche avec un système de non-quart de film est traité à la vapeur sur le substrat pour former une structure mixte d'absorption-réflexion. La transparence de la lentille de protection est de 30 %. Le foyer optique de l'objectif est de 4 à 6 m-1. Il a pour fonction de protéger une variété de longueurs d'onde.

1.4 Matériaux de protection laser holographiques

Le matériau de protection laser holographique est basé sur le principe optique holographique, l'utilisation de la méthode de photographie holographique sur le substrat en verre ou en plastique pour produire un réseau de phase tridimensionnel. Selon le principe de diffraction de Bragg, lorsque l'angle d'incidence du laser satisfait à la condition de Bragg, une lumière diffractive de premier ordre extrêmement forte sera produite, réfléchissant ainsi le laser. Différentes franges d'interférence d'hologramme correspondent à différentes longueurs d'onde, de sorte que la longueur d'onde spécifique du laser peut être réfléchie en contrôlant l'espacement des franges d'interférence d'hologramme, de manière à obtenir un effet de protection laser. L'avantage de ce matériau est que la bande de réflexion laser est étroite, ce qui peut refléter efficacement la longueur d'onde spécifique du laser, et en même temps a une transmittance élevée ; L'inconvénient est que le champ de vision Angle est limité, le coût de production est élevé et les exigences du processus sont très élevées.

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