OP.DI.MA. (oder ODM) diffuses Material

OP.DI.MA. ist ein speziell hergestelltes synthetisches Material welches als diffuser Reflektor genutzt werden kann. Hierbei wirkt es wie ein Volumenstreuendes Material, d.h. Strahlung tritt in das Material ein und wird an vielen Streuzentren reflektiert. Resultierend daraus ergeben sich nahezu perfekte diffuse Reflexionseigenschaften. Die Volumenstreuung bringt noch einen weiteren Vorteil mit sich, sie ist stark Speckle reduzierend bei kohärenter Bestrahlung.

10 mm dickes ODM98 bietet eine Reflexion von 98.5% im sichtbaren Spektralbereich. Im Bereich von 250 nm bis 2500 nm ist die minimale Reflexion bei 93%. OP.DI.MA. ist zudem ein temperaturstabiler Werkstoff (bis zu 280°C), er ist nicht wasserlöslich und UV beständig. Der Werkstoff, bzw. seine Oberfläche muss mechanisch bearbeitet werden um keine Glanzeffekte zu erhalten. Dieser Arbeitsschritt kann während seiner gesamten Anwendung mehrfach wiederholt werden. Neben diesen vielen Vorteilen gibt es auch ein paar Einschränkungen. ODM98 Basismaterial kann nur in Platten oder Blockform hergestellt werden. Für den späteren Einsatzzweck muss es aus dieser Form heraus bearbeitet werden. Aufgrund der volumenstreuenden Eigenschaften kann es nicht als dünne Oberflächenbeschichtung verwendet werden, es sind dickere Beschichtungen für z.B. Kugelanwendungen nötig. D.h. für die optimale Anwendung des Materials wird viel Know-How benötigt, dann sind aber auch Ulbrichtkugeln aus diesem Werkstoff möglich.

Typische Spektrale Reflexion von ODM98 (0-100)% Skala

Typische Spektrale Reflexion von ODM98 (84-100)% Skala

ODM98 Eigenschaften

1. Reflexion von ≥ 10mm dickem Material: 

ODM98 ist die sauberste Form von OP.DI.MA. welche im UV-VIS-NIR die höchst mögliche Reflexion ermöglicht. Hierbei ist im sichtbaren Bereich von 400nm bis 800nm eine Reflexion von (98 +/-1) % spezifiziert (Dicke ≥ 10mm). Im gesamten Spektralbereich von 250 nm bis 2500 nm ist die minimale Reflexion 93 %. Dies ist in den Graphen 1 und 2 dargestellt.

2. Reflexion von < 10mm dickem Material:

Volumenstreuende Reflektoren streuen die Strahlung im Material und nicht an der Oberfläche. Resultierend ist eine dickenabhängige Reflexion wenn eine gewisse Mindestdicke unterschritten wird. Je dünner das Material wird umso mehr Strahlung wird durch das Material transmittiert (dies ist in Graph 3 dargestellt). Bei sichtbarer Strahlung wird in den ersten hundert µm etwa 70% Reflexion erreicht. Dies ist zu beachten wenn die kritischen 10mm unterschritten werden müssen, was in manchen Applikationen nicht umgangen werden kann:

• Reflektoren aus  ODM98 Folien (dünne Schichten)
• Messerkanten Kugelports
• Diffuserfenster

Typische Spektrale Reflexion von ODM98  Folien (1,5 mm (schwarz); 0,5 mm (blau); 0,35 mm (rot); 0,2 mm (grün))

3. Oberflächeneinflüsse auf die Reflexion: 

Der Reflexionsgrad und die diffusen Eigenschaften hängen von der Oberflächenbeschaffenheit  und Materialdicke ab. Mechanische Beanspruchung der Oberfläche kann zu Glanzstellen führen. Die poröse Oberfläche von ODM98 weißt eine große Oberfläche auf und sollte keinen hohen Luftfeuchtigkeiten oder ähnlichen ausgesetzt werden. Neben diesen Besonderheiten ist das Material ähnlich anderen optischen Komponenten zu behandeln. Für die Reinigung kann destilliertes Wasser (ohne Druck) verwendet werden, ist dies nicht möglich muss das Material ausgetauscht werden.

4. Alterungseigenschaften: 

Die optische Stabilität von ODM98’s unter hoch-energetischer optischer Strahlung ist ein Auswahlkriterium gegenüber anderen Materalien. Die Langzeitstabilität von ODM ist durch den Herstellungsprozess des synthetischen Materials sowie seiner ISO 9001 zertifizierten Qualitätssicherung gegeben. Im folgenden Graphen sind Alterungsmessungen im Spektralbereich von 250 nm bis 400 nm dargestellt (durchgeführt mit einer 420 W Halogen-Metalldampflampe). Anwendungen mit hochleistungs Laser Cavities und online Fluoreszenzsensoren bestätigen die minimale Alterung im UV.

Typische Alterung der Reflexion im UV hervorgerufen durch die Bestrahlung mit einer 420 W Halogen-Metalldampflampe (ULTRATECH 400/Osram). (1) = Start der Messreihe, 2) = 15 min, 3) = 2 h, 4) = 5 h, 5) =7 h. Nach 100 h der Alterung wurde ein  stabiler Zustand erreicht. Diese Ergebnisse stimmen mit denen des NPL (UK) überein.

5. Maximal zulässiger Strahlungsfluss: 

Der maximal zulässige Strahlungsfluss für ODM98 kann, wie viele andere Parameter auch, nur anhand von Beispielen erklärt werden. In einer Vielzahl von Messungen wurde ein ODM98 Reflexionsstandard gepulster Laserstrahlung ausgesetzt. Der Laser hatte folgende Eigenschaften: eine Wellenlängen von 1064 nm, Fokusgröße von 200 µm, eine Pulslänge von 200 µs und eine Repetitionsrate von 25 Hz bei einer mittleren Leistung von 21 W. Die resultierende Peakleistung von 4,2 kW welche eine Strahlungsflussdichte von 13,3 GW/m² führte zu keinen detektierbaren Änderungen des ODM98.

6. Temperatureigenschaften: 

ODM98 ist bis zu 280 °C zu verwenden. Dies erlaubt eine Anwendung des Materials in verschiedensten Applikationen und Umgebungen. Der folgende Graph zeigt Untersuchungen der spektralen Reflexionseigenschaften bei verschiedenen Temperaturen. Es zeigt sich das der Reflexionsgrad sehr stabil ist. Für die Messungen wurden verschiedene Temperaturzyklen gefahren, hierbei sind die gemessenen Daten reproduzierbar, d.h. das Material ändert sich nicht irreversibel.

Typische Änderungen in der spektralen Reflexion gegenüber Temperaturänderungen. Der spekrale Reflexionsgrad von 25 °C ist als Referenz herangezogen worden. 

7. Bearbeitung: 

Die Bearbeitung von OP.DI.MA. ist mit der Bearbeitung von Plastik vergleichbar. Arbeiten mit der Drehmaschine, Bohrmaschine, Säge oder Fräsmaschine sind möglich. Die Umgebungsbedingungen müssen den Prozess jedoch angepasst werden.

8. Reinigung: 

ODM98 ist chemisch inaktiv und stabil gegen Säuren, Basen oder anderen organischen Verbindungen. Zudem weißt es durch seine Herstellung bedingt auch eine gewisse mechanische Festigkeit auf. Staub kann z.B. durch Papiertücher (Fuselfrei, ohne Druck) entfernt werden. Andere Verunreinigugnen können mit destillierten Wasser oder Alkoholgemischen gereinigt werden. Auch Methylene, Chloride oder Hexane können verwendet werden. Bei der Reinigung mit Flüssigkeiten ist zu beachten das diese in das poröse Material eindringen. Für die rückstandsfreie Säuberung dieser müssen die ODM Teile dann etwas über der Verdampftemperatur der Flüssigkeit "gebacken" werden. Kratzer oder Glanzstellen können mit geeigneten Schleifmaterial entfernt werden. Nach dem Reinigen von z.B. Reflexionsstandards empfehlen wir eine neue Kalibrierung.