تحدد عتبة الأضرار المستحثة بالليزر (LIDT) الحد الأقصى لمقدار إشعاع الليزر الذي يمكن للجهاز البصري التعامل معه دون التسبب في أي ضرر. إنها واحدة من أهم المواصفات التي يجب مراعاتها عند دمج البصريات في الليزر.
الليزر فوق البنفسجي
يوفر استخدام الليزر فوق البنفسجي العديد من المزايا مقارنة بالأطوال الموجية الأطول مثل الأشعة تحت الحمراء أو الضوء المرئي. في معالجة المواد، تعمل أشعة الليزر تحت الحمراء أو الضوء المرئي على إذابة المواد أو تبخيرها، مما قد يمنع إنشاء ميزات صغيرة ودقيقة ويضر بالسلامة الهيكلية للركيزة. من ناحية أخرى، تقوم أشعة الليزر فوق البنفسجية بمعالجة المواد عن طريق كسر الروابط الذرية مباشرة في الركيزة، مما يعني عدم حدوث أي تسخين محيطي حول بقعة الشعاع. وهذا يقلل من تلف المادة ويسمح لأشعة الليزر فوق البنفسجية بمعالجة المواد الرقيقة والحساسة بكفاءة أكبر من أشعة الليزر المرئية والأشعة تحت الحمراء. يساعد نقص التدفئة المحيطية أيضًا على إنشاء شقوق وثقوب دقيقة جدًا وغيرها من الميزات الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك، يتناسب حجم بقعة الليزر مع الطول الموجي. ونتيجة لذلك، تتمتع أشعة الليزر فوق البنفسجية بدقة مكانية أعلى من أشعة الليزر المرئية أو تحت الحمراء وتؤدي إلى معالجة أكثر دقة للمواد.
ومع ذلك، فإن الطول الموجي القصير لليزر فوق البنفسجي يؤثر على LIDT للبصريات التي يتم استخدامها بها. ينثر ضوء الأشعة فوق البنفسجية أكثر من الضوء المرئي أو تحت الأحمر ويحتوي أيضًا على طاقة أكبر، مما يؤدي إلى امتصاصه بواسطة الركيزة. على غرار الطريقة التي تقطع بها أشعة الليزر فوق البنفسجية المواد عن طريق كسر الروابط الذرية، فإن الامتصاص غير المرغوب فيه لأشعة الليزر فوق البنفسجية يكسر الروابط في المكونات البصرية أو الطلاءات، مما يؤدي إلى الفشل. يؤدي هذا إلى تقليل LIDT الخاص بالمكون، وعادةً ما يكون لدى البصريات LIDT أقل عند الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية مقارنة بالأطوال الموجية المرئية أو تحت الحمراء. عند التعامل مع LIDT، من المهم أن تتذكر أن LIDT يرتبط مباشرة بطول الموجة.
الأجهزة البصرية للأشعة فوق البنفسجية
يجب أن يتم تصميم وتصنيع الأجهزة البصرية للأشعة فوق البنفسجية بعناية لتحمل تأثيرات الضرر الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية. يجب أن تحتوي البصريات فوق البنفسجية على فقاعات أقل من المعتاد، وأن يكون لها معامل انكسار موحد في جميع أنحاء البصريات، وأن يكون لها انكسار مزدوج محدود، وهي المواصفات التي تربط استقطاب الضوء بمعامل انكسار البصريات. بالإضافة إلى ذلك، في الحالات التي تنطوي على استخدام أشعة الليزر فوق البنفسجية، ينبغي النظر في بصريات الأشعة فوق البنفسجية للتعرض لفترات طويلة. مثال على المواد المستخدمة في تطبيقات الأشعة فوق البنفسجية هو فلوريد الكالسيوم (CaF2)، الذي يتمتع بجميع الخصائص المذكورة أعلاه المطلوبة لتحمل أضرار الأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك، في بعض التطبيقات، حتى بصريات CaF2 يمكن أن تتلف. على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم بصريات CaF2 في بيئات ذات رطوبة عالية، فسيكون أداؤها سيئًا لأنها شديدة الرطوبة وتمتص الرطوبة بسهولة.
لذلك، عند استخدام الليزر فوق البنفسجي، من المهم مراعاة حد الضرر الناتج عن الليزر. يمكن أن تكون مواصفات LIDT مضللة إذا لم تكن البصريات المختارة مخصصة للأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية. بالنسبة لبصريات الليزر القياسية، نادرًا ما يتم تنفيذ LIDT للأطوال الموجية في جزء الأشعة فوق البنفسجية من الطيف. بدلاً من ذلك، سيتم استخدام LIDT للأطوال الموجية الأعلى. تقدم شركة UV Optics جهاز LIDT الذي تم اختباره خصيصًا باستخدام الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية، مما يضمن الحصول على مواصفات LIDT أكثر دقة.
