Стекло защитное D21,5 мм*2 мм (20 кВт)

Кварцевое защитное стекло D21,5 мм * 2 мм (20 кВт) для CO2 лазеров

Защитное кварцевое стекло (D21,5 мм, толщина 2 мм) — это критически важный расходный элемент оптической системы мощных CO₂-лазеров с максимальной мощностью излучения до 20 кВт. Данное стекло используется для защиты дорогостоящей фокусирующей линзы и других элементов оптического тракта от продуктов горения, пыли, паров металла и расплавленного материала в рабочей зоне станка.

Благодаря использованию высококачественного плавленого кварца (кварцевого стекла) и специальному просветляющему (AR) покрытию, данная модель обеспечивает максимальное пропускание лазерного излучения на длине волны 10,6 мкм (основная линия CO₂-лазеров) и на 9,3–9,6 мкм. Стекло сочетает в себе высокую термостойкость, механическую прочность и оптическую однородность, что делает его пригодным для промышленных режимов резки и гравировки.

Принцип работы и конструкция

Кварцевое защитное стекло выполняет роль жертвенного элемента (sacrificial window) оптического тракта. Вот как это работает:

1. Установка. Стекло устанавливается между фокусирующей линзой и соплом резака (либо в специальный защитный патрон) на пути лазерного луча.
2. Защита от контаминации. В процессе работы лазера на стекло оседают сажа, частицы оксидов металлов, пары пластика и древесной смолы. Они оседают на стекле, а не на дорогостоящей линзе.
3. Пропускание излучения. Просветляющее покрытие с двух сторон обеспечивает прохождение до 99,9% энергии лазера. Без покрытия потери на отражение от кварца составляли бы около 7% (для одной поверхности), что привело бы к перегреву стекла и оптики.
4. Рассеивание тепла. Кварцевое стекло обладает низким коэффициентом теплового расширения (КТР), что позволяет ему выдерживать локальный нагрев в пятне лазера без растрескивания. При превышении степени загрязнения стекло начинает поглощать энергию, нагревается и разрушается (трескается или мутнеет), сигнализируя о необходимости замены.

Важно! Стекло рассчитано на мощность до 20 кВт. Это означает, что при интенсивной эксплуатации лазера мощностью 15–20 кВт, стекло меняется значительно чаще, чем в станках на 5–10 кВт, так как тепловая нагрузка на окно растет экспоненциально.

Характеристики

Особенности и преимущества

1. Высокая лучевая стойкость (LIDT — Laser Induced Damage Threshold). Данное стекло выдерживает плотность мощности более 200 Вт/мм², что необходимо для работы с мощными 20-киловаттными источниками.
2. Защита дорогостоящей оптики. Замена стекла (расходник) в десятки раз дешевле замены фокусирующей линзы из ZnSe или GaAs.
3. Термостойкость. Кварц не боится резких перепадов температур в зоне реза. Он остается оптически прозрачным даже при длительной работе в условиях сильного нагрева.
4. Универсальность. Подходит для большинства систем с креплением под диаметр 21,5 мм (стандартный посадочный размер для многих китайских и европейских лазерных станков с трубками до 20 кВт).
5. Двойное просветление (AR). Двустороннее покрытие не только снижает потери на отражение, но и уменьшает риск возникновения "эффекта линзы" (thermal lensing) в стекле, что позволяет сохранить постоянный фокус в процессе реза.
6. Низкая деформация. В отличии от полимерных аналогов или тонких стекол из обычной оптики, данное стекло не деформируется под действием мощного излучения.

Область применения

Защитное кварцевое стекло (21,5 мм х 2 мм, 20 кВт) используется в:

• Промышленные лазерные станки (ЧПУ): Газовые CO₂-резки толстого металла (до 10–15 мм черной стали), нержавейки, алюминия, латуни, акрила.
• Лазерные шкафы и оснастка: В качестве выходного окна (coupler) в лазерных трубках большого диаметра или как заменяемая вставка в фокусной головке.
• Медицинское оборудование: CO₂-лазеры косметологии и хирургии (требуется высокая чистота и точность).
• Научное оборудование: Спектроскопия, микрообработка материалов.

Совместимость (примеры головок/линз):

• Головки WSX (серии IK), Raytools (BM, BF, BT), Precitec, LaserMechanics.
• Большая часть сменных картриджей с посадочным диаметром 21,5 мм.

Рекомендации по замене

Замену стекла рекомендуется производить при:

• Появлении трещин, сколов или царапин на поверхности (особенно в центре).
• Ухудшении качества реза (шероховатость, грат, нестабильная скорость).
• Визуальном затемнении или появлении радужных пятен (признак разрушения покрытия).
• Регламентно: при 8-часовой смене на мощности 20 кВт — каждые 2–4 недели (зависит от объема работы и типа материала).

Внимание! Использование грязного или поврежденного стекла при мощности 20 кВт может привести к "тепловому пробою" — мгновенному разрушению стекла и последующему выходу из строя фокусирующей линзы и защитного коллектора.