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Lentille de diamant rend le système optique de traitement de matériel de laser plus léger

Le diamant a des propriétés remarquables: par exemple, son indice de réfraction est de 2,4, ce qui est très élevé, et peut être transformé en composants optiques plus fins pour des systèmes optiques ayant la même puissance optique. Leur conductivité thermique est de 2000 W / m * K, 1400 fois supérieure à celle du verre optique.

Jusqu'à présent, les substrats de diamant polycristallin ont seulement été utilisés comme fenêtres légères pour les lasers au dioxyde de carbone. En raison des impuretés et des défauts, ils absorbent et diffusent le rayonnement laser à la longueur d'onde d'émission de 1 micron, de sorte qu'ils ne conviennent pas aux lasers à fibre. Bien que les diamants monocristallins n'aient pas ce problème, ils sont difficiles à fabriquer. Au fil des années, l'Institut Fraunhofer allemand pour la physique appliquée à l'état solide (IAF) s'est consacré à la production de diamant monocristallin. La chambre de réaction de dépôt en phase vapeur continue (CVD) développée dans l'IAF a des conditions de plasma stables et peut produire un substrat d'une épaisseur de plusieurs millimètres.

Il peut traiter simultanément 60 diamants au maximum. À une vitesse de jusqu'à 30 microns par heure, la chambre de réaction peut produire un élément optique avec une ouverture d'environ 10 millimètres.

Les lentilles faites de ces diamants monocristallins synthétiques ont une faible absorptivité et une faible biréfringence. Actuellement, certains échantillons revêtus d'un film antireflet ont été fournis et utilisés dans la tête de découpe laser à fibre. «Nous avons optimisé pour la première fois un système optique laser complet pour les lentilles diamantées, et le poids de la tête de coupe a été réduit de 90%», a déclaré Martin Traub de l'Institut Fraunhof de la technologie laser.

La lentille d'un diamètre de 7 mm a passé avec succès le test de 2 kW de puissance laser, sans aucun problème. Maintenant, les partenaires ont construit un système de test de coupe utilisant des lasers à fibre de 1 kW. L'eau de refroidissement et l'alimentation en gaz de protection sont intégrées dans la tête de coupe. La surveillance du processus n'a pas été planifiée. Actuellement, des têtes de coupe compactes sont en cours de test pour la première fois.

Un nouveau système optique améliorera considérablement la flexibilité de la découpe laser. La petite taille permet au système de traiter des zones inaccessibles, tandis que le faible poids est bénéfique pour le mouvement dynamique élevé dans le processus 3D.

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