آینه دستگاه لیزر

راهنمای خرید آینه دستگاه لیزر

آینه‌ها یکی از حیاتی‌ترین اجزاء در سیستم‌های برش و حکاکی لیزری هستند؛ نقش آنها هدایت، متمرکز کردن و تحویل انرژی پرتو لیزر به هد هدف است. انتخاب آینه نامناسب باعث کاهش بازده، افزایش نیاز تعویض، کیفیت برش پایین و حتی آسیب به اجزای دیگر سیستم می‌شود. این راهنما قدم‌به‌قدم معیارهای فنی، انواع متداول، جدول مقایسه، نکات خرید و نگهداری آینه‌های لیزر را به زبان فارسی و با ارجاع به منابع معتبر انگلیسی جمع‌آوری می‌کند تا تصمیم خرید شما دقیق و اقتصادی باشد.

 آینه دستگاه لیزر چیست

آینه دستگاه لیزر یک قطعه اپتیکی با پوشش و زیرلایه‌های مشخص است که برای بازتاب و هدایت پرتو لیزر در مسیرهای داخلی دستگاه استفاده می‌شود. آینه‌های لیزر با آینه‌های معمولی تفاوت‌های اساسی دارند: آنها برای تابش در طول‌موج‌های خاص طراحی شده‌اند، دارای پوشش‌های چندلایه با بازتاب‌پذیری بسیار بالا و مقاومت حرارتی و مکانیکی برای تحمل توان لیزر هستند. انتخاب ماده زیرلایه (شیشه، سیلیکا ذوب‌شده، یا فلز)، نوع پوشش (دی‌الکتریک محافظت‌شده، طلا، آلومینیوم، نقره) و کیفیت سطح (figure، RMS، scratchdig) تعیین‌کننده عملکرد آینه است.

 انواع آینه‌ها و مشخصات فنی کلیدی

1. انواع بر حسب پوشش

آینه‌های دی‌الکتریک تقویت‌شده (Dielectric): بازتاب‌پذیری بسیار بالا در طول‌موج مشخص، جذب بسیار کم و پایداری حرارتی خوب، برای کاربردهای پرقدرت و دقیق مناسب هستند.
آینه‌های طلا (Goldcoated): بازتاب خوب در طیف نزدیکتافروسرخ، اما نرم و حساس به خراش؛ اغلب برای منابع مادون‌قرمز استفاده می‌شوند.
آینه‌های آلومینیوم و نقره (Aluminum/Silver): آلومینیوم در UV تا مرئی عملکرد خوبی دارد و با لایه محافظ صیقلی می‌شود؛ نقره بازتاب بسیار بالا دارد اما مستعد اکسیداسیون است و باید آب‌بندی شود.

2. 2. انواع بر حسب زیرلایه و ساختار

شیشه‌های اپتیکی (BK7، Optical Crown): هزینه مناسب، پرفورمنس خوب در بسیاری از کاربردها.
فیوژد سیلیکا (Fused Silica / UVgrade): جذب حرارتی پایین، پایداری حرارتی عالی و مناسب برای توان‌های بالا و طول‌موج‌های UV/IR حساس.
آینه‌های فلزی (Metal mirrors): برای برخی کاربردهای صنعتی با نیاز به مقاومت مکانیکی و حرارتی بالاتر استفاده می‌شوند؛ الزامات فنی سطح و شکل (figure) در انتخاب این آینه‌ها حیاتی است.

• مشخصات سطح و هندسی که باید بررسی کنید

  Reflectivity / بازتاب‌پذیری: درصد انرژی بازتاب‌شده در طول‌موج کاری؛ برای آینه‌های برش CO2 در حدود بیش از 98% مطلوب است و کاهش آن یعنی افت توان عملیاتی.
  Surface figure و flatness: انحراف از شکل ایده‌آل که بر هم‌محوری پرتو و کیفیت نقطه فوکال تأثیر می‌گذارد؛ مقادیر معمول شامل λ/4 تا λ/10 بر اساس طول‌موج تعیین می‌شوند.
  Surface roughness (RMS): زبری سطح که باعث پراکندگی و جذب اضافی می‌شود؛ برای کاربردهای دقیق باید RMS پایین انتخاب شود.
  Scratch & Dig: میزان تحمل خراش و نقاط ریز که روی انتقال پرتو تأثیر دارد و باید در مشخصات فنی قید شود.
  Damage threshold (آستانه آسیب): حداکثر چگالی توان که پوشش و زیرلایه می‌توانند تحمل کنند؛ برای سیستم‌های پرتوان باید مقدار بالایی انتخاب شود.

جدول مقایسه معیارهای کلیدی هنگام خرید آینه دستگاه لیزر

نکات عملی برای خرید (چک‌لیست قدم‌به‌قدم)

1. تعیین طول‌موج و نوع لیزر: ابتدا دقیقاً طول‌موج کاری دستگاه خود (مثلاً 10.6 µm برای CO2، 1064 nm برای Nd:YAG/Fiber) را مشخص کنید و آینه‌های طراحی‌شده برای آن طول‌موج را انتخاب کنید؛ بازتاب‌پذیری به طول‌موج وابسته است و پوشش‌ها برای هر طول‌موج بهینه می‌شوند.
   2. انتخاب پوشش مناسب: برای کاربردهای صنعتی و طولانی‌مدت پوشش‌های دی‌الکتریک محافظت‌شده توصیه می‌شوند؛ برای محدوده مادون‌قرمز طلا گزینه مناسبی است اما اگر سطح سایش و ضربه محتمل باشد، حفاظتی که قابلیت مقاومت مکانیکی را افزایش دهد مدنظر قرار دهید.
   3. بررسی مشخصات سطح (figure, RMS, scratchdig): اگر دقت اپتیکی و کیفیت لبه اهمیت دارد، ترجیح دهید آینه‌هایی با figure و RMS مشخص و گواهی‌اندازه‌گیری تحویل بگیرید؛ برای کاربردهای دقیق تصویربرداری یا فاین تست، λ/10 یا بهتر مناسب است.
   4. انتخاب زیرلایه بر اساس دما و جذب: در محیط‌هایی که گرما و نوسان دما زیاد است، fused silica بهتر از BK7 عمل می‌کند و جذب حرارتی کمتری دارد که از اعوجاج حرارتی جلوگیری می‌کند.
   5. تطابق مکانیکی: قبل از سفارش ابعاد، ضخامت و شعاع انحنای آینه را با هولدینگ و نگهدارنده‌های دستگاه تطبیق دهید تا نیاز به ماشین‌کاری یا تغییرات مکانیکی پیش نیاید.

نگهداری، عیب‌یابی و زمان تعویض

تمیزکاری: از دست زدن مستقیم با دست خودداری کنید؛ از دستکش و هوای فشرده، پنبه الکلی با الکل ایزوپروپیل 99% برای لکه‌ها استفاده کنید. روش‌های تمیزکاری باید مطابق دستور تولیدکننده باشند زیرا مالش شدید می‌تواند پوشش را از بین ببرد.
بازرسی دوره‌ای: هر چند هفته بسته به کارکرد، آینه‌ها را از نظر خراش، لکه سیاه (نشان‌دهنده تخریب پوشش) و افت بازتاب بررسی کنید؛ کاهش بازتاب بیش از چند درصد نشان‌دهنده نیاز به تعویض یا بازیابی است.
علائم خرابی: کاهش کیفیت برش، نیاز به افزایش توان برای همان کار قبلی، یا ایجاد لکه‌های سوختگی روی آینه‌ها نشانه‌های معمول خرابی هستند؛ در این حالت آینه را تعویض کنید یا برای روکش‌دهی مجدد به تولیدکننده بسپارید.
زمان تعویض: بسته به کیفیت پوشش و شرایط کاری، آینه‌های صنعتی ممکن است بین چند ماه تا چند سال دوام بیاورند؛ در محیط‌های آلوده یا با قدرت بالا، چرخه تعویض کوتاه‌تر خواهد بود. جدول زمان‌بندی دقیق باید براساس پایش بازتاب و شرایط کار تنظیم شود.
تعویض و تنظیم: هنگام نصب آینه جدید، محورها و هم‌محوری را مجدداً تنظیم کنید چون اختلاف کوچک در زاویه‌ها به سرعت باعث کاهش کارایی می‌شود؛ تست با powermeter و beam profiler پس از نصب ضرورت دارد.

توصیه‌های نهایی و انتخاب پیشنهادی برحسب کاربرد

برای دستگاه‌های CO2 صنعتی با توان متوسط تا بالا: آینه‌های دی‌الکتریک روی زیرلایه fused silica با آستانه آسیب بالا و بازتاب بیش از 98%؛ پوشش محافظ و بسته‌بندی مهروموم شده توصیه می‌شود.
برای دستگاه‌های کوچک و آموزشی با هزینه محدود: آینه‌های محافظ‌شده با آلومینیوم یا آینه‌های اقتصادی با مشخصات پایه کافی‌اند اما باید انتظار تعویض‌های مکرر و نگهداری دقیق داشته باشید.
برای کاربردهای مادون‌قرمز و طول موج‌های خاص: بررسی کنید که پوشش طلا یا پوشش‌های تخصصی برای طول‌موج شما مناسب باشند و آیا نیاز به آب‌بندی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد یا خیر.
همیشه از فروشنده درخواست مستندات تست بازتاب و آستانه آسیب کنید و در صورت امکان نمونه یا گزارش اندازه‌گیری interferometry دریافت کنید تا از کیفیت figure و flatness مطمئن شوید.

منابع جهت مطالعه بیشتر:

1- مقاله بررسی مشخصات فنی : لینک مقاله

2-Best Laser Cutter Mirrors: Why Choosing the Right Mirror is Crucial for Optimal Cutting Performance

لینک مقاله