Ħġieġ tal-fosfat drogat bl-erbju (Er).juri ħafna proprjetajiet ta 'benefiċċju, li wassal għal domanda akbar f'dawn l-aħħar snin għal Er: lasers tal-ħġieġ għal applikazzjonijiet bħalab'firxa wiesgħa bħal teleskopji bil-lejżer, komunikazzjonijiet fuq distanzi twal, dermatoloġija, u spettroskopija ta' tqassim indotta bil-lejżer (LIBS).L-amplifikaturi tal-fibra tal-erbju jippermettu komunikazzjoni globali rapida fil-kejbil transpaċifiku bejn Ħong Kong u Los Angeles, Er: il-telemetri tal-lejżer tal-ħġieġ qed jintużaw dejjem aktar f'applikazzjonijiet tad-difiża u tkixxif, uEr: lasers estetiċi tal-ħġieġqed jiksbu trazzjoni għaltneħħi ċikatriċiu anketrattament ta 'telf ta' xagħarikkawżat minn alopeċja androġenetika.
Dawn l-ispazji ta 'applikazzjoni li qed jikbru jeħtieġu ħġieġ tal-lejżer ta' preċiżjoni għolja b'tolleranzi dimensjonali eżiġenti u kisjiet tal-lejżer ta 'qawwa għolja.Tolleranzi stretti jagħtu lill-integraturi tas-sistema kunfidenza li l-komponenti jistgħu jitqiegħdu faċilment fis-sistemi tagħhom mingħajr allinjament li jieħu ħafna ħin, iżda dawn l-ispeċifikazzjonijiet jippreżentaw sfida għall-manifatturi tal-ħġieġ tal-lejżer.Il-kontroll tal-proċess u fokus fuq il-metroloġija huma meħtieġa għall-manifatturi tal-ħġieġ tal-lejżer biex joħolqu l-komponenti eżiġenti meħtieġa għall-ispazju tal-ottika tal-lejżer NIR li qed jikber.
GĦALIEX ĦĠIEĠ DOPAT bl-ERBJU?
Fl-aħħar għexieren ta 'snin, saru avvanzi sinifikanti fit-teknoloġija tal-laser ibbażata fuq il-fosfat f'termini ta' qawwa mtejba tal-ħruġ, tul ta 'polz iqsar, daqs imnaqqas tas-sistema, u wavelengths operattivi ġodda.Er:lejżers tal-ħġieġ komunement jarmu fil-wavelengths bla periklu għall-għajnejn ta '1540nm, 1550nm, jew 1570nm, li huwa ta' benefiċċju kbir fil-firxa u sitwazzjonijiet oħra fejn in-nies jistgħu jkunu esposti għar-raġġi.Dawn il-wavelengths jibbenefikaw minn trażmissjoni għolja permezz tal-atmosfera.1540nm jesperjenza wkoll assorbiment minimu mill-melanin, li jagħmel Er: lasers tal-ħġieġ ottimali għal applikazzjonijiet tal-laser estetiċi fuq pazjenti b'jbiddel aktar skur.
Figura 1. Stati tal-enerġija tal-erbju.Lejżers Er:glass huma tipikament ippumpjati b'lejżer 800nm jew 980nm u jarmu f'1540nm jew 1570nm.
Il-ħġieġ tal-fosfat jilħaq trażmissjonijiet għoljin u jista 'jiġi ddopat b'atomi ta' art rari bħal erbju u itterbju sabiex ikun jista 'jilħaq inverżjoni tal-popolazzjoni u lase meta jkun espost għal wavelength tal-pompa ta' 800nm jew 980nm (Figura 1).Er: il-ħġieġ jista 'jiġi ppumpjat ukoll permezz ta' fotoni f'1480nm, iżda dan mhux mixtieq minħabba li l-effiċjenza tista 'titbaxxa bl-ippumpjar u emissjoni stimulata li sseħħ fl-istess wavelength u medda ta' enerġija.[3]In-nuċċalijiet tal-fosfati jibbenefikaw ukoll minn stabbiltà kimika u limiti ta 'ħsara indotta mil-lejżer (LIDTs), li jagħmlu l-Er:glass u nuċċalijiet oħra tal-fosfat drogati kandidati ideali għall-midja tal-gwadann tal-laser NIR.
Il-ħġieġ tal-fosfat għandu solubilità ogħla ta 'jonji ta' l-art rari minn nuċċalijiet tas-silikat, li għandhom struttura ta 'matriċi aktar riġida.[1]Madankollu, għandhom bandwidth idjaq minn nuċċalijiet tas-silikat u huma kemmxejn igroskopiċi, li jfisser li jassorbu aktar umdità mill-arja.Għalhekk, huma limitati għal applikazzjonijiet fil-bandwidth u s-sistemi tagħhom fejn ikunu protetti biżżejjed mill-umdità permezz ta 'kisi jew ottika oħra.
TOLLERANZI STRATTI U KONTROLL TAL-PROĊESS
Ħafna mill-applikazzjonijiet diskussi qabel, partikolarment il-firxa tal-lejżer għal applikazzjonijiet ta 'difiża, ħafna drabi jeħtieġu Er: komponenti tal-ħġieġ żgħar b'tolleranzi dimensjonali estremament stretti.Dawn iċ-ċangaturi tal-ħġieġ tal-lejżer illustrati b'mod fin jistgħu mbagħad jintrefgħu f'assemblaġġi bi ftit jew xejn allinjament meħtieġ.Jistgħu jinżlu għad-daqs ta 'SIM card u ħafna drabi ma jkollhomx ċanfrin minħabba li huma tant żgħar (Figura 2).Dan jagħmel it-tixlif tat-tarf aktar probabbli.Il-kisba ta 'paralleliżmu strett u speċifikazzjonijiet tal-kwalità tal-wiċċ fuq dawn il-komponenti żgħar jista' jkun ta 'sfida oerhört.L-apertura ċara, jew il-porzjon tal-wiċċ ottiku li għandu jissodisfa l-ispeċifikazzjonijiet kollha, ħafna drabi huwa kważi 100%, li jħalli ftit jew xejn spazju għal żball madwar it-truf tal-uċuħ ottiċi.
Figura 2. Er: ċangaturi tal-ħġieġ użati għall-firxa tal-lejżer u applikazzjonijiet oħra tal-laser NIR ħafna drabi huma d-daqs ta 'SIM card komuni jew iżgħar.
Allura għaliex tgħaddi minn dan l-inkwiet kollu?Soluzzjonijiet preċedenti ħafna drabi kienu jinvolvu subassemblaġġi akbar ta 'komponenti tal-kristall multipli mwaħħla ma' bar Nd: YAG.Dawn il-komponenti addizzjonali jistgħu jinkludu pjanċi Brewster, assorbituri saturabbli għal Q-switching passiv, jew kristalli ta 'konverżjoni tal-frekwenza.Il-kristalli ta 'konverżjoni tal-frekwenza huma importanti fil-rangefinder jew applikazzjonijiet oħra fil-miftuħ minħabba li l-wavelength tal-emissjoni tan-neodimju huwa ħafna aktar perikoluż mill-erbju u għandu jiġi mċaqlaq għal wavelength itwal qabel ma jkun jista' jiġi trażmess b'mod sikur fuq distanzi twal.
L-applikazzjonijiet ta 'rangefinder ħafna drabi jkollhom rekwiżit ta' xokk u vibrazzjoni, li jagħmel it-twaħħil ta 'komponenti multipli flimkien filwaqt li jissodisfa l-ispeċifikazzjonijiet kollha diffiċli.Nimxu minn dawn id-disinji qodma għal biċċa waħda u illustrata ta 'Er: ħġieġ li twettaq l-istess kompiti b'diversi kisjiet naqqas id-daqs u l-ispiża tas-sistema.Il-kristalli YAG spiss jintużaw fl-angolu ta 'Brewster, iżda l-istess effett jista' jinkiseb bl-użu ta 'kisi.Peress li ċ-ċangaturi tal-ħġieġ Er: jeħtieġ li jkunu miksija xorta waħda, huwa ta 'benefiċċju li żżid dan it-tip ta' kisi biex tippakkja kemm jista 'jkun funzjonalità u tiffranka l-ispiża x'imkien ieħor.
Minħabba li l-ħġieġ tal-fosfat huma kemmxejn igroskopiċi, jekk Er: mhux miksi: il-ħġieġ jitħalla barra għal diversi jiem jista 'jiddegrada.Il-kwalità tal-wiċċ għandha tkun ikkontrollata qabel il-kisi biex tevita li l-umdità tiċċaqlaq fil-ħġieġ.Kisjiet depożitati fuq l-uċuħ illustrati taċ-ċangatura tal-ħġieġ finali jgħinu biex jipproteġuhom minn din id-degradazzjoni.
Speċifikazzjonijiet komuni għal Er żgħar u ta 'preċiżjoni għolja: ċangaturi tal-ħġieġ huma <5 arcmin perpendikularità għat-truf, <10 arcsec ta' perpendikularità għat-truf, u kwalità tal-wiċċ aħjar minn 10-5 scratch dig.Dawn l-ispeċifikazzjonijiet eżiġenti jeħtieġu ambjent nadif, proċessi kkontrollati ħafna, u ħin tal-mess minimizzat.
Il-ħġieġ tal-lejżer normalment ikollu biss żewġ uċuħ illustrati fuq it-truf filwaqt li l-bqija tal-uċuħ huma mitħun, iżda xi wħud mill-ġnub ta 'dawn Er: ċangaturi tal-ħġieġ huma wkoll illustrati u tollerati ħafna biex jissimplifikaw l-allinjament.L-għażla ta 'liema naħat biex jillustraw u kisja l-ewwel, liema naħat biex jillustraw qabel jew wara t-tqattigħ, u meta tuża l-illustrar fuq naħa waħda jew naħa doppja kollha jiddeterminaw l-ispiża u r-rendiment.Id-differenza fir-rendiment bejn proċess mhux infurmat u proċess ottimizzat minn manifattur b'esperjenza tista 'faċilment tkun kbira daqs fattur ta' tlieta.
Sabiex jitnaqqas il-ħin tal-mess u jittejbu r-rendimenti, huwa ottimali li l-manifattura u l-kisi kollha jsiru f'post wieħed.Kull darba li l-parti lesta parzjalment tintbagħat bejn postijiet differenti l-probabbiltà ta 'kontaminazzjoni u ħsara tiżdied ħafna, flimkien ma' ħin addizzjonali fil-kju.
KISI MULTIPLI TA 'LIDT
Sfida waħda bil-manifattura ta 'ċangaturi żgħar tal-Er:ħġieġ għall-firxa u applikazzjonijiet NIR ta' preċiżjoni oħra hija li kisjiet multipli ħafna drabi huma depożitati fuq aspetti differenti tal-komponent.Dan huwa diffiċli minħabba t-twaħħil u l-protezzjoni meħtieġa ta 'uċuħ verġni mhux miksija qabel il-kisi.Hija wkoll sfida għall-manifatturi li jevitaw sprej żejjed jew blow-by fuq in-naħa ta 'wara taċ-ċangatura, li trid tiġi protetta waqt il-kisi.It-truf għandhom kisjiet anti-riflettivi (AR) b'limiti għoljin ta 'ħsara indotta minn lase (LIDTs).It-truf għandhom ukoll kisjiet LIDT AR għolja biex iħallu r-raġġ tal-pompa.Il-qawwa tal-pompa hija dejjem ogħla minn dik tal-emissjoni.Xi ċangaturi b'erba 'naħat saħansitra għandhom kisjiet addizzjonali għal mirja tal-kavità ta' riflessjoni għolja mibnija, diskriminazzjoni ta 'wavelength, u rifjut tad-dawl tal-pompa.
METROLOĠIJA: JEKK MA TISTAX TKEJJEL MA TISTAX TAGĦMLU
Il-preċiżjoni tal-manifattura u l-kontroll tal-proċess huma inutli mingħajr il-metroloġija xierqa meħtieġa biex jitkejlu u jivverifikaw kif suppost l-ispeċifikazzjonijiet ewlenin.Interferometri tal-lejżer, bħal ZYGO Verifier, ħafna drabi jintużaw biex ikejlu l-flatness, iżda meta jkejlu ċangaturi żgħar Er:glass il-wiċċ ta 'wara jibda jinterferixxi mal-kejl tal-wiċċ ta' quddiem minħabba l-ispeċifikazzjoni tal-paralleliżmu eżiġenti.L-operaturi jistgħu jduru dan billi japplikaw vażelina jew sustanza oħra fuq il-wiċċ ta 'wara, iżda dan il-wiċċ imbagħad jeħtieġ li jerġa' jitnaddaf u tiżdied il-probabbiltà ta 'ħsara fil-komponent.Madankollu, avvanzi reċenti fil-kejl tal-flatness jeliminaw l-effetti mill-wiċċ ta 'wara u jippermettu li l-kejl tal-flatness isir aktar malajr u b'inqas probabbiltà ta' ħsara.Ċipep fuq it-truf taċ-ċangaturi jistgħu jipprevjenu lill-operaturi milli jkejlu b'mod preċiż il-flatness, li jagħmel il-kontroll tal-proċess matul il-manifattura saħansitra aktar importanti.Il-perpendikularità u l-feles huma tipikament verifikati bl-użu ta 'awtocollimator ta' pass doppju.
L-ispazju ta 'applikazzjoni dejjem jikber għal Er: lejżers tal-ħġieġ se jkomplu jimbuttaw lill-manifatturi tal-komponenti ottiċi biex joħolqu ħġieġ u kisjiet tal-lejżer ta' preċiżjoni ogħla u ogħla.L-applikazzjonijiet tal-lejżer 1540nm u 1570nm bla periklu għall-għajnejn jgħinu biex jagħmlu użu aktar sigur, jagħtu spinta lill-kunfidenza permezz ta 'proċeduri tal-laser estetiċi, u jtejbu l-komunikazzjonijiet fuq distanzi twal.L-aħjar parir disponibbli huwa li meta tiżviluppa sistema tal-laser NIR;tiddiskuti l-ħtiġijiet speċifiċi tal-applikazzjoni tiegħek mal-fornitur tal-komponenti tiegħek għal gwida fin-navigazzjoni tal-għażla sfumata tal-ħġieġ tal-laser xieraq u komponenti oħra.
Dan l-artikolu nkiteb minn Cory Boone, Inġinier Ewlieni tal-Marketing Tekniku, Edmund Optics (Barrington, NJ) u Mike Middleton, Maniġer tal-Operazzjonijiet, Edmund Optics Florida (Oldsmar, FL).
Aktar informazzjoni dwar il-prodott, tista 'tiġi żżur il-websajt tagħna:
https://www.erbiumtechnology.com/
E-mail:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Fax: +86-2887897578
Żid: No.23, triq Chaoyang, triq Xihe, distrcit Longquanyi, Chengdu,610107, iċ-Ċina.
Ħin tal-Aġġornament: Apr-01-2022
