De laserlens
De laserstraal die van een CO2 bron afkomt heeft een doorsnede van ongeveer 20 mm.
Via spiegels wordt de straal naar de snijkop van de machine geleidt. Daar bevind zich een lens die de laserstraal focust tot een diameter van ø 0,4 mm.
De laserlens
Om het vermogen nog enigszins binnen de perken te houden en daarmee te voorkomen dat bijvoorbeeld de spiegels smelten, heeft de laserstraal die van een CO2 bron afkomt een doorsnede van ongeveer 20 mm. Via watergekoelde (!) spiegels wordt de straal naar de snijkop van de machine geleidt. Daar bevind zich een lens die de laserstraal focust tot een diameter van ø 0,4 mm.
Alleen op deze manier bereikt de straal het benodigde - gefocuste - vermogen om het metaal te doen smelten. Na het bundelen is de energiestraal ruim 2.500 keer krachtiger dan daarvoor.
De laserlens bestaat uit een ander glas dan welke er te vinden is als vensterglas of in telescopen en vergrootglazen. Lenzen van glas kunnen de thermische belasting namelijk niet lang genoeg volhouden. De laserlens bestaat dan ook uit een specifiek materiaal genaamd zinkselenide (ZnSe). Dit materiaal is hittebestendig tot een temperatuur van 1.500°C en geeft de laserlens zijn typische oranje kleur.
Gevaarlijke ontledingsproducten
De lenzen zijn bedekt met een dunne laag thorium fluoride. Ondanks dat de lens een kleur heeft is de laserlens voor licht in het infraroodbereik absoluut transparant. Zou de lens voor het infrarode spectrum waarin de CO2 laser werkt niet volledig transparant zijn, zou de lens ontploffen door de warmte-inbreng. Onze CO2-laser zijn voor het menselijk oog niet zichtbaar.
Thorium fluoride is een chemische verbinding die zeer hoge temperaturen kan weerstaan. Daarom is het van groot belang om de lenzen te beschermen tegen vervuiling. Als zich stofdeeltjes afzetten op de lenzen, dan kan de energie niet volledig afgegeven worden. Hoe vuiler de lens is, hoe verder de ontleding zal plaatsvinden. Dit kan uiteindelijk zelfs complete vernietiging van de lens tot gevolg hebben.
Bij de vernieling van de lens kunnen gevaarlijke ontledingsproducten vrijkomen zoals zinkoxide, seleniumoxide en thorium. Thorium en seleniumverbindingen zijn zeer giftig en veroorzaken bij inademing of huidcontact ernstige gezondheidsproblemen.
Om deze reden is een periodiek onderhoud van de lenzen noodzakelijk. Lenzen kunnen beperkt en zeer voorzichtig schoon gemaakt worden. Lukt dit niet of onvoldoende, zullen de lenzen vervangen moeten worden.