在大多數工業Nd:YAG激光系統中,Nd:YAG晶體被安置在一個稱為磁頭的組件中。通常由一個鏤空的砌塊和可拆卸的蓋子組成,同時磁頭還裝有閃光燈或弧光燈以及某種反射腔(金或陶瓷),這些反射腔將燈光引導到晶體中。
反射腔由一個中心圓柱體、一個橢圓形橫截面和封閉圓柱體末端的端板組成。桿和燈被放置在橢圓的焦點處,以使被引導到桿中的燈的光量最大化。
一種常見的腔體設計,稱為“緊密耦合”,簡單地將燈盡可能靠近燈桿。在這種布置中,從燈到棒的直接輻射對棒的光泵浦的貢獻不僅僅是反射輻射。
大多數激光腔都是由金屬加工而成的。表面被拋光成非常光滑的表面,并鍍有金,金具有很強的反射性和耐腐蝕性。然而,反復清潔污染物沉積物會導致劃痕,從而降低反射效率。
當金腔的反射效率因腐蝕和污染物沉積而降低時,通常可以對金腔進行回收和返工。腐蝕和污染物被化學剝離,反射表面被重新拋光到原來的形狀和質量,并應用新的鍍金。這對于相對大、昂貴的腔體來說是經濟實惠的。然而,對于通常大批量生產的小型腔體,返工通常不具有成本效益,因此對小型腔進行返工的設置費用通常會超過節省的材料成本。較新型號的 Nd:YAG 激光器現在采用最近開發的漫反射陶瓷材料加工而成的空腔。這些材料不需要鍍金,更耐刮擦。
為了提高激光腔應用的鍍金性能,已經進行了大量的研究和開發。反射率現在通常達到 98% 以上。通常使用鎳底板以提高耐腐蝕性。而使用鎳底板需要格外小心,以確保這種底涂層無孔隙、無顆粒且異常均勻。通過獨特的晶粒細化工藝減小晶粒尺寸,提高了鍍金涂層的硬度和耐久性。該工藝不需要合金化;黃金純度高(99.9%),因此非常耐腐蝕。
鍍金激光腔主要特點
很強的反射性
耐腐蝕性
耐刮擦
晶粒細化工藝
耐久性
漫反射陶瓷