Espelho plano refletor de cobre refrigerado a água

Espelho plano refletor de cobre refrigerado a água

O espelho refletor planar de cobre refrigerado a água é um elemento óptico que opera com base no princípio da reflexão da luz. Ele redireciona o feixe de laser incidente em diferentes direções para permitir a distribuição e o foco do feixe. O design integrado de refrigeração a água permite a operação em alta potência, prolonga a vida útil do espelho, reduz a frequência de substituição e diminui os custos de manutenção, tornando-o adequado para aplicações de processamento a laser em níveis de quilowatt e superiores.

Materiais e Processos

O espelho é fabricado a partir de um substrato de cobre com condutividade térmica superior a 400 W/(m·K), que dissipa rapidamente o calor gerado pela irradiação a laser. Juntamente com o sistema de refrigeração a água, isso garante o equilíbrio térmico, prevenindo deformações da superfície ou degradação do revestimento. Algumas versões utilizam um substrato de liga de níquel-cobre (NiCu) para aumentar a resistência mecânica e a resistência à corrosão.

A superfície óptica é acabada por torneamento com diamante ou lapidação de precisão, atingindo uma figura de superfície de λ/4 PV (@633 nm) e uma qualidade de superfície de 20/10 (riscos/abrasões). Isso garante a estabilidade de fase do feixe refletido e a compatibilidade com os requisitos de controle de feixe para lasers de fibra e de estado sólido. Uma camada dura de ouro (tipicamente com 0,1–1 μm de espessura) é depositada sobre o substrato polido, proporcionando uma refletividade Ravg >99,5% (@10,6 μm) e maior resistência a riscos.

Revestimento metálico refletivo aprimorado, refletância >99,5% a 10,6 μm

(Nota: O eixo X representa o comprimento de onda em micrômetros e o eixo Y representa a porcentagem de refletância.)

Projeto de resfriamento a água

Canais de refrigeração estão embutidos no corpo do espelho. A circulação de água ou de um fluido refrigerante especializado remove o calor, elevando a capacidade de potência do laser para a faixa de 20 a 40 kW. Alguns modelos incorporam circuitos de refrigeração independentes tanto para a face do espelho quanto para a base de montagem, melhorando ainda mais o gerenciamento térmico e estendendo a operação contínua para centenas de horas ou mais.

Aplicações

Este espelho é adequado para lasers de fibra (1–40 kW) e lasers de CO₂ que operam em comprimentos de onda de 10,6 μm e infravermelho próximo, atendendo aos requisitos para o processamento eficiente e estável de aço inoxidável, ligas de alumínio e outros materiais. É amplamente utilizado em revestimento por soldagem a laser, manufatura aditiva, modificação de superfície por têmpera a laser, colagem de bordas a laser, aquecimento a laser e processos relacionados.

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