O que você sabe sobre materiais de proteção contra laser?（Parte 1）

Materiais de proteção a laserpodem ser divididos em dois tipos de acordo com o princípio: materiais de proteção a laser baseados no princípio da óptica linear e materiais de proteção a laser baseados no princípio da óptica não linear. Os materiais de proteção a laser baseados no princípio da ótica linear incluem absorção, reflexão, absorção-reflexão, materiais holográficos, etc. Os materiais de proteção a laser baseados no princípio da ótica não linear incluem principalmente absorção não linear, refração não linear, dispersão não linear e materiais de reflexão não linear.

1. Material de proteção a laser baseado no princípio óptico linear

1.1 Material fotoprotetor absorvente

Nos materiais de proteção a laser, o absorvente é o material mais utilizado. Filtros feitos de materiais absorventes são baratos, simples de fabricar e fáceis de usar.

O filtro de absorção usa principalmente o corante para absorver seletivamente o laser de um comprimento de onda específico para obter a proteção do laser. Pode ser dividida em duas categorias: a categoria é a adição de corantes orgânicos ao plástico; O outro tipo é o vidro misturado com absorvente inorgânico. O filtro combinado com corantes plásticos e orgânicos tem as vantagens de estrutura simples, leve, fácil de usar, baixo custo, alta densidade óptica, bom efeito de absorção do laser e forte resistência ao impacto, mas a superfície é fácil de arranhar, os corantes orgânicos podem ficar saturados ou descoloridos quando expostos à forte irradiação do laser em plásticos, perdendo assim o efeito protetor, e o substrato plástico é fácil de envelhecer no ambiente e não é resistente a agentes químicos. O filtro composto de vidro e enchimento inorgânico tem as vantagens de alta dureza, boa transparência, boa estabilidade, pode suportar forte irradiação de laser, é menos afetado pelo ambiente e a superfície não é fácil de arranhar, mas a resistência ao impacto é fraca.

Embora o filtro de absorção tenha forte absorção de irradiação de laser de comprimento de onda específico, a transmitância de luz visível diminuirá significativamente com o aumento da densidade óptica. A faixa protetora do filtro de absorção é relativamente larga e, quando o laser de um comprimento de onda específico é fortemente absorvido, a transmissão de luz próxima ao comprimento de onda também é significativamente reduzida, escurecendo e colorindo o campo de visão, o que torna o olho humano fácil de fadiga e desconforto [10]

Há um relatório sobre um vidro laminado de plástico protetor a laser, que é feito principalmente de dois tipos de métodos compostos de fase de material protetor, de modo a melhorar os indicadores técnicos abrangentes de proteção a laser e melhorar a transmissão de luz visível. O vidro tem boa resistência ao desgaste, forte resistência ao envelhecimento, mas baixa resistência ao impacto. A resistência ao desgaste e ao envelhecimento dos plásticos é baixa, mas a resistência ao impacto é alta. Portanto, após a composição dos dois materiais, suas propriedades abrangentes podem ser melhoradas.

1.2 Material protetor reflexivo

Os materiais reflexivos de proteção a laser são caracterizados pela reflexão total seletiva e transmissão seletiva de ondas de luz de diferentes comprimentos de onda usando filmes ópticos dielétricos multicamadas. A tecnologia de revestimento a vácuo é usada para bloquear filmes multicamadas com diferentes índices de refração no vidro óptico, de modo a realizar a reflexão do laser de comprimento de onda específico

Como o material reflexivo de proteção a laser reflete o laser em vez de absorver o laser, ele pode suportar irradiação de laser de intensidade mais alta do que o material absorvente de proteção a laser. Quando a transmitância da energia do laser é baixa e a refletividade está relacionada ao ângulo do laser, o comprimento de onda refletido muda com a mudança do ângulo do campo de visão. Portanto, só pode ter um efeito de proteção eficaz dentro da faixa de um determinado ângulo e os requisitos do processo são relativamente altos

Atualmente, a China possui uma patente para o desenvolvimento de um filtro reflexivo, que é um espelho de proteção a laser de reflexão total. O filme óptico dielétrico multicamadas é revestido em um substrato de vidro óptico plano pela tecnologia de revestimento a vácuo. Ao selecionar o material dielétrico adequado e o processo de revestimento adequado, ele apresenta alta reflexão para diferentes comprimentos de onda do laser na faixa de 300 a 1400 nm e possui boa transparência à luz visível.

1.3 Materiais compostos de proteção a laser

Um material composto que combina as funções de materiais absorventes e refletivos de proteção a laser pode proteger lasers multibanda em comprimentos de onda específicos.

Este material integra as vantagens de material absorvente abrangente e material refletivo em um, não só pode atingir uma alta densidade óptica, mas também pode garantir uma certa transmitância de luz visível, e o efeito de proteção é bom.

Há também relatórios relacionados à pesquisa de materiais de proteção a laser compostos na China. O material consiste em um substrato e um filme dielétrico multicamadas. Caracteriza-se pelo uso de vidro especial com características de filtragem passa-baixa como substrato. Um filme dielétrico reflexivo de múltiplas camadas com um sistema de filme sem quarto é vaporizado no substrato para formar uma estrutura mista de absorção e reflexão. A transparência da lente protetora é de 30%. O foco óptico da lente é de 4 a 6m-1. Tem a função de proteger uma variedade de comprimentos de onda.

1.4 Materiais de proteção laser holográfico

O material holográfico de proteção a laser é baseado no princípio óptico holográfico, o uso do método de fotografia holográfica no vidro ou no substrato plástico para produzir grade de fase tridimensional. De acordo com o princípio de difração de Bragg, quando o ângulo de incidência do laser atende à condição de Bragg, uma luz difrativa de primeira ordem extremamente forte será produzida, refletindo assim o laser. Diferentes franjas de interferência do holograma correspondem a diferentes comprimentos de onda, de modo que o comprimento de onda específico do laser pode ser refletido controlando o espaçamento das franjas de interferência do holograma, de modo a obter um efeito de proteção do laser. A vantagem deste material é que a faixa de reflexão do laser é estreita, o que pode efetivamente refletir o comprimento de onda específico do laser e, ao mesmo tempo, ter uma alta transmitância; A desvantagem é que o ângulo do campo de visão é limitado, o custo de produção é alto e os requisitos do processo são muito altos.

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