Vieno režimo pluošto lazerio pasirinkimo nuoroda

Nuoroda pasirinkimuivienmodis pluošto lazeris
Praktiškai, tinkamo vieno režimo pasirinkimaspluošto lazerisreikalauja sistemingo įvairių parametrų įvertinimo, siekiant užtikrinti, kad jo veikimas atitiktų konkrečius taikymo reikalavimus, veikimo aplinką ir biudžeto apribojimus. Šiame skyriuje bus pateikta praktinė atrankos metodika, pagrįsta reikalavimais.
Atrankos strategija, pagrįsta taikymo scenarijais
Našumo reikalavimailazeriaiskirtinguose taikymo scenarijuose gali labai skirtis. Pirmasis atrankos žingsnis yra išsiaiškinti pagrindinius taikymo reikalavimus.
Tikslus medžiagų apdirbimas ir mikro-nano gamyba: tokios taikymo sritys apima tikslų pjovimą, gręžimą, puslaidininkių plokštelių pjaustymą kubeliais, mikronų lygio žymėjimą, 3D spausdinimą ir kt. Joms keliami itin aukšti reikalavimai spindulio kokybei ir sufokusuoto taško dydžiui. Reikėtų pasirinkti lazerį, kurio M² koeficientas kuo artimesnis 1 (pvz., <1,1). Išėjimo galia turi būti nustatoma atsižvelgiant į medžiagos storį ir apdorojimo greitį. Paprastai daugelio mikroapdorojimo reikalavimų pakanka dešimčių–šimtų vatų galiai. Kalbant apie bangos ilgį, daugumai metalinių medžiagų apdirbimo sričių pageidaujamas pasirinkimas yra 1064 nm dėl didelio sugerties greičio ir mažos lazerio galios vato kainos.
Moksliniai tyrimai ir aukščiausios klasės matavimai: taikymo scenarijai apima optinius pincetus, šaltųjų atomų fiziką, didelės skiriamosios gebos spektroskopiją ir interferometriją. Šiose srityse paprastai itin didelis dėmesys skiriamas lazerių monochromatiniam našumui, dažnio stabilumui ir triukšmo charakteristikoms. Pirmenybė turėtų būti teikiama modeliams, turintiems siaurą linijos plotį (net vieno dažnio) ir mažo intensyvumo triukšmą. Bangos ilgis turėtų būti parenkamas pagal konkretaus atomo ar molekulės rezonansinę liniją (pavyzdžiui, 780 nm dažniausiai naudojama rubidžio atomams aušinti). Interferenciniams eksperimentams paprastai reikalinga poslinkio palaikymo išvestis. Galios poreikis paprastai nėra didelis, dažnai pakanka nuo kelių šimtų milivatų iki kelių vatų.
Medicina ir biotechnologijos: Taikymo sritys apima oftalmologinę chirurgiją, odos gydymą ir fluorescencinę mikroskopiją. Svarbiausias aspektas yra akių saugumas, todėl dažnai pasirenkami 1550 nm arba 2 μm bangos ilgio lazeriai, kurie yra akių saugumo juostoje. Diagnostikos reikmėms reikia atkreipti dėmesį į galios stabilumą; terapinėms reikmėms tinkama galia turėtų būti parenkama atsižvelgiant į gydymo gylį ir energijos poreikius. Optinio perdavimo lankstumas yra pagrindinis privalumas tokiose srityse.
Ryšys ir jutikliai: šviesolaidinis jutiklis, liDAR ir kosminis optinis ryšys yra tipinės taikymo sritys. Šiems scenarijams reikialazerispasižymėti dideliu patikimumu, prisitaikymu prie aplinkos sąlygų ir ilgalaikiu stabilumu. 1550 nm juosta tapo pageidaujamu pasirinkimu dėl mažiausių perdavimo nuostolių optinėse skaidulose. Koherentinėms aptikimo sistemoms (pvz., koherentiniam lidarui) kaip vietinis osciliatorius reikalingas tiesiškai poliarizuotas lazeris su itin siauru linijos pločiu.
2. Pagrindinių parametrų prioritetinis rūšiavimas
Atsižvelgiant į daugybę parametrų, sprendimus galima priimti remiantis šiais prioritetais:
Lemiami parametrai: pirmiausia nustatykite bangos ilgį ir spindulio kokybę. Bangos ilgį lemia esminiai taikymo reikalavimai (medžiagos sugerties charakteristikos, saugos standartai, atomų rezonanso linijos) ir paprastai nėra vietos kompromisams. Spindulio kokybė tiesiogiai lemia pagrindinį taikymo įgyvendinamumą. Pavyzdžiui, tiksliojo apdirbimo srityje negalima naudoti lazerių, kurių M² yra pernelyg didelis.
Veikimo parametrai: Antra, atkreipkite dėmesį į išėjimo galią ir linijos plotį / poliarizaciją. Galia turi atitikti energijos slenkstį arba taikymo efektyvumo reikalavimus. Linijos pločio ir poliarizacijos charakteristikos nustatomos atsižvelgiant į konkretų techninį taikymo būdą (pvz., ar yra trukdžių ar dažnio dvigubinimo). Praktiniai parametrai: Galiausiai, atsižvelkite į stabilumą (pvz., ilgalaikį išėjimo galios stabilumą), patikimumą (veikimo be gedimų laiką), energijos suvartojimą, sąsajos suderinamumą ir kainą. Šie parametrai turi įtakos lazerio integravimo sudėtingumui ir bendroms eksploatavimo sąnaudoms realioje darbo aplinkoje.

3. Vieno režimo ir daugiarežimo režimo pasirinkimas ir vertinimas
Nors šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama vienmodžiamsskaiduliniai lazeriaiLabai svarbu aiškiai suprasti vienmodžio lazerio pasirinkimo būtinybę renkantis lazerius. Kai pagrindiniai taikymo reikalavimai yra didžiausias apdorojimo tikslumas, mažiausia karščio paveikta zona, maksimali fokusavimo galimybė arba ilgiausias perdavimo atstumas, vienmodis šviesolaidinis lazeris yra vienintelis teisingas pasirinkimas. Ir atvirkščiai, jei taikymo sritis daugiausia apima storų plokščių suvirinimą, didelio ploto paviršiaus apdorojimą arba didelės galios perdavimą trumpais atstumais, o absoliutaus tikslumo reikalavimas nėra didelis, daugiamodžiai šviesolaidiniai lazeriai gali tapti ekonomiškesniu ir praktiškesniu pasirinkimu dėl didesnės bendros galios ir mažesnės kainos.