NM Laser Products,光束特性,對準和偏振,快門的熱和機械安裝,每個激光快門都有一個光學額定值，必須遵守以避免損壞。影響因素包括額定波長（用于介質鏡）或波長范圍（用于金屬鏡）、連續波最大功率、峰值能量密度（能量通量）、推薦光束直徑、偏振矢量和對準控制。
光束特性、對準和偏振
每個激光快門都有一個光學額定值，必須遵守以避免損壞。影響因素包括額定波長（用于介質鏡）或波長范圍（用于金屬鏡）、連續波最大功率、峰值能量密度（能量通量）、推薦光束直徑、偏振矢量和對準控制。
激光快門設計用于使用孔徑直徑50-80%的典型光束。這有助于金屬鏡的良好散熱，并保持高損傷閾值。當小光束用于較大孔徑且能量通量或連續波功率較高時，請咨詢我們的銷售工程師以獲取光學損傷的估計閾值；我們擁有相關數據。
光束需要對準進入輸入孔徑，以確保反射的能量被引導到正確的位置。介質光學器件需要良好的對準實踐，以提供最高的反射率和損傷閾值。通常，入射光束應與輸入面正交，偏差在約5度以內。
通過將較小光束定位在孔徑內的特定位置（鏡面運動軸上），可以在曝光特性上獲得一些優勢。這可以略微提高開啟或關閉速度，通常為20%。切勿將光束直接射入輸出孔徑。此處的材料不適合暴露在輻射下。
一些激光快門使用近掠入射以實現更高的反射率。如果激光是偏振的，請將偏振矢量與輸入孔徑上的標簽對齊。這可以降低鏡面的工作溫度，減少對污染的敏感性，并提高損傷閾值。在較低功率水平下，偏振對準不是必需的。
快門的熱和機械安裝
激光快門必須牢固安裝，以保持光束在孔徑中對準。快門內部產生的熱量必須通過安裝傳導出去。這兩點可以通過簡單的安裝實現，例如安裝到底座、機箱、冷卻板等。
有三個基本原則需要遵守：
- 安裝材料必須具有高導熱性。
- 從激光快門底座到“無限”大質量的材料橫截面必須足夠大。
- 附近的安裝件或硬件不得是鐵磁性的。這通常導致大家選擇鋁材。
激光快門將內部熱量傳遞到底板，因此必須在此處安裝以實現良好的熱流。我們不推薦使用任何墊片或油脂，因為表面是平坦且面積較大。如果沒有“無限質量”（如光學平臺或框架），請考慮使用水冷板。市場上有很多低成本的小型水冷裝置。
傳導到的質量將成為一個熱電容器，因此小塊材料會迅速加熱，導致激光快門過熱。根據激光快門的工作周期，可能不需要強制安裝，但應計劃最壞情況，即快門長時間開啟。
當激光快門溫度超過約50°C時，性能會下降；超過80°C時，大多數快門將無法打開，表明熱過載。我們使用極低放氣材料，但溫度會加速放氣，因此請控制快門溫度。超過110°C的溫度會對聚合物造成不可逆的損壞。
遠離磁性材料和設備。法拉第旋轉器和其他磁性設備可能會改變激光快門的磁場。安裝支架絕不能是鐵磁性的，因為鐵磁性材料也是不良的熱導體。
在需要隔離振動和沖擊的情況下，考慮使用水冷板或某些情況下的空氣冷卻。然后，您可以在機械上“懸掛”激光快門，同時仍能獲得冷卻。對于小型設備，足夠的空氣冷卻并不簡單，因此在嘗試空氣冷卻之前請咨詢我們的工作人員。某些型號的功耗非常低，簡化了安裝。
在真空應用中，常見的安裝方式是從激光快門底座到真空容器壁的鋁制支架，或內部焊接的架子。
用戶自建電路
我們的許多激光快門型號可以通過簡單的直流電路驅動。通過為您的特定應用設計和構建簡單電路，可以實現成本節約。這對于我們的OEM客戶來說很常見，他們通常在主電子系統中配備直流電源。
我們的激光安全快門型號設計為易于通過簡單直流電路驅動。高速激光快門需要復雜的電路，設計難度較大。
我們推薦用于工藝和安全激光快門型號的低成本電路是電容放電電路（見我們的電子快門控制器技術頁面）。其優點是成本最低、布局簡單、零件數量少，提高了MTBF（平均無故障時間）潛力。缺點是電壓降低電阻中的功耗及相關熱量。如果有足夠的散熱表面且電力預算未接近最大值，應優先考慮此電路以實現快速實施。
對于激光快門這樣的機電設備，此電路提供了從較高“升壓”電壓到長期“保持”電壓的平滑絕熱過渡。指數電壓和電流衰減曲線也是電磁鐵的“拉力”曲線。隨著機械彎曲彈簧力的增加，該力逐漸衰減，從而在彎曲到達開啟狀態時產生較軟的開啟停止和極小的機械反彈。
替代電路方法通常在一段時間內施加“升壓”電壓，然后迅速降至較低的保持電壓。這種方法更高效。較低電壓通過脈寬調制（PWM）技術實現，使用單獨的電感器或激光快門電磁繞組本身作為開關電感器。
由于激光快門可能具有高電感，且大多數PWM設計用于在音頻頻率以上（約30 kHz）工作，因此存在一些實際限制。一種變體是使用兩個直流電源（通常為24 V和5 V），并在升壓和保持電壓之間切換。許多OEM系統都有24 V和5 V電源。
當激光快門訂購時不帶控制器時，假定用戶將自建電路。
以下是影響電子性能的常見問題：
a.?熱安裝不足：激光快門電磁鐵加熱后無法拉動彎曲打開。對于安全快門，其功耗為1-10 W，溫升通常來自光學負載。不要嘗試顯著增加保持電壓以補償不良安裝。遠離磁性源或鐵磁材料。
b.?激光快門必須接收指定的電壓/電流：力是非線性的，因此確保升壓和保持電壓值正確非常重要。否則，會出現不一致的開啟，類似于溫度問題。檢查直流電源是否負載下降，開關元件（如雙極或FET晶體管）是否沒有較大的電壓降，電纜長度是否合適以減少電壓降。在電容放電電路中，可以增加電容以提高開啟保證余量。
c.?外部環境的熱、振動和沖擊：這些都會影響性能。在高沖擊和振動環境中使用更高的保持電壓。在環境溫度較高時也是如此。
d.?注意電路的容差：很容易看到24 V電源通過連接器、電纜、開關和半導體降至20 V。使用低損耗元件。
e.?兩級電路必須正確校準以保持：如果升壓信號太短，激光快門將無法完全打開。如果處于臨界狀態，彎曲的快速加速和由此產生的速度可能會導致反彈而不是鎖定到開啟狀態。當然，非常長的升壓周期最終會穩定下來，無論是否有反彈。理想電路在彎曲達到開啟行程的約75%時從升壓電平（通常為24 V）切換到保持電平（通常為5 V）。除非有適當考慮，否則升壓和保持之間不應有明顯的電壓下降。
f.?高級電路：可以在快門關閉前施加“制動”脈沖以阻尼沖擊。在開啟時施加“電流斜坡”可以阻尼開啟沖擊。我們的CX4000B PCB實現了所有這些功能。
快門壽命
激光快門壽命通過機械故障和光學故障來衡量。如果操作正確并保持清潔，光學元件可以具有近乎無限的使用壽命。材料的極端工程已實現了最小的顆粒生成。對于最苛刻的半導體應用，提供 purge 端口。
某些型號允許拆卸蓋子和清潔光學元件。機械壽命由彈性體和聚合物粘合技術以及開關快門時的沖擊應力控制。這可以通過電子控制器波形阻尼功能來控制。
我們生產多種產品，針對目標市場進行權衡。安全快門和工藝快門設計為在推薦的控制電路下提供超過1億次循環，某些型號設計為超過10億次循環。我們已生產了數萬種產品，展示了其壽命性能。我們定期對修訂版和新產品進行大批量壽命測試。
我們的某些高速激光快門以非常高的速度（6 m/s）運行，設計壽命在1-5億次循環范圍內。控制器可以設置為在速度與壽命之間進行權衡。標準設置代表了市場的一般需求。
如果保持清潔并在適當的波長下操作，可以避免光學損傷。嚴重的光學損傷可能會影響機械元件。大多數光學元件在損壞時可以更換（LIDT）。
如果熱管理不善，可能會發生電氣損壞。這是不可逆的損壞，但在正確操作下不會發生。我們的濕繞電磁鐵具有最高的可靠性和導熱性。
該技術代表了機械激光快門產品的最高可靠性。在壽命比速度更重要的應用中，請咨詢我們的銷售工程師，以確保您的自建控制產品為快門提供理想的波形。
許多光學和激光快門型號在OEM設備中通常使用超過10億次循環，主要用于高速加工。該技術的固有特性使我們能夠在短短一兩個月內展示此類性能。
一旦選擇了電氣驅動和激光快門型號（包括所有選項），我們可以向OEM客戶提供壽命測試結果。它們是配對的，壽命性能相互依賴。
污染
我們使用低放氣材料，因此請確保不要向光學系統添加任何污染物。與溫度相關的放氣和光化學反應都會產生薄膜，從而降低光學性能。
多年的產品改進和修訂已實現了在數億次循環中最低的顆粒生成。這保護了內部的鏡面和吸收器，并減少了從快門孔徑噴出的材料。對于最關鍵的半導體潔凈室應用，增加了 purge 端口以實現負壓流動。
我們不推薦使用硅脂進行安裝或在激光快門或光束 containment 管上使用任何膠帶。在制造和加工環境中，采取措施保持激光快門清潔，避免切割或焊接時噴出的材料。
切勿使用壓縮空氣清潔激光快門；它含有水和油蒸氣。請使用潔凈室真空或干燥的實驗室除塵氣體（如氮氣）。大顆粒可能會抑制激光快門的彎曲運動。如果包裝不當或鐵磁性碎屑（包括小螺母和螺釘）被吸入孔徑，可能會發生這種情況。
始終在運輸前將激光快門密封在塑料袋中，以避免污染物進入孔徑。
抖動考慮
抖動不是我們激光快門型號的硬性規格，因為它隨控制器電子設備和用戶自建電路而變化。
在我們的設計中，抖動和/或“反彈”受三個因素影響：力的變化、靜摩擦和動摩擦。
主要因素是力的變化，這完全由電磁鐵中的電流控制。溫度變化會改變銅線電阻，從而導致電流變化——但僅限于電壓控制的電子設備。使用電流控制的電子設備（如我們的CX4000B PCB），力不會變化。可重復的力允許在最大額定快門重復率下實現平穩、無抖動的操作。
摩擦和靜摩擦是指開放和關閉靜止表面的物理特性，在我們的彎曲設計中幾乎為零影響。使用先進聚合物即使在高溫下也能實現幾乎零磨損、摩擦和靜摩擦。
使用電流控制驅動需要確保熱安裝適合功耗負載（電氣和光學）。電流控制無法識別熱量積累，如果快門未安裝或安裝不當，可能會發生熱失控。我們推薦使用CX4000B PCB以實現絕對最快的速度、無抖動運動和高功耗效率。
高速激光快門的最大重復率部分是由于抖動增加而產生的。超過最大重復率時，抖動可能會變得比曝光長度大。將光束對準孔徑中心可以減少抖動。
在彎曲運動中有一些動態過程會在高重復率下產生一些非常低抖動的“甜點”，但通常應根據應用評估抖動。在低重復率下，高速激光快門的抖動約為5微秒，在200 Hz范圍內增加到約50微秒。
通過控制器波形可以在一定程度上控制抖動，因此如果對您的應用至關重要，請告知我們的工作人員。替代型號或精心校準的控制器可能是解決方案。
