高功率平面水冷反射铜镜是工业激光系统的核心光学元件,其设计融合了高效导热、稳定反射与主动散热技术,以满足千瓦级以上激光加工需求。关键技术与应用如下:
核心设计特性
材料结构与导热性
铜基材具备>400W/(m·K)的导热系数,可快速导出激光辐照产生的热量,配合水冷系统实现热平衡,防止镜面变形或涂层失效。部分铜镜基板采用镍铜合金(NiCu)以增强机械强度和耐腐蚀性。
平面几何精度
表面经金刚石车削或精密研磨工艺处理,表面PV值达λ/4(@633nm),光洁度S/D:20/10,确保光束反射后相位稳定性,适配光纤激光器与固态激光器的光束控制需求。
镀膜与反射性能
硬金镀层技术:在抛光的镍铜基板上沉积硬金涂层(厚度通常为0.1-1μm),反射率Ravg>99.5%(@10.6μm)和抗划伤特性,适用于脉冲与连续激光场景。
抗污染能力:相比介电镀膜,金涂层对微小污染物或表面瑕疵的敏感性更低,局部热扩散能力可降低因污染导致的局部过热风险。
水冷系统集成
直接水冷结构:镜体内部嵌入冷却流道,通过循环水或专用冷却液带走热量,可将激光功率承载能力提升至20-40KW级别。
双水冷设计:部分型号在镜面与镜座同时配置独立水路,进一步优化热管理效率,延长连续工作时间至数百小时以上。
典型应用场景
激光焊接与切割:用于光纤激光器(1-40KW)的光束转向或聚焦模块,支持不锈钢、铝合金等材料的高精度加工。
高功率激光系统:适配CO₂激光器(10.6μm波段)及近红外光纤激光器,长期稳定运行于金属3D打印、表面硬化等工业场景。
平面铜镜指标参数
直径:5mm~250mm可定制
通光孔径:>90%
反射率:Ravg>99%
入射角:0°/45°
表面光洁度:20/10 (划痕/麻点)
表面平整度:λ/4(@633 nm)
表面粗糙度:<100A
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