Ühemoodilise kiudlaseri valimise viide

Viide valimiseksühemoodiline kiudlaser
Praktilistes rakendustes sobiva ühemoodilisekiudlasernõuab erinevate parameetrite süstemaatilist kaalumist, et tagada selle toimivuse vastavus konkreetsetele rakenduse nõuetele, töökeskkonnale ja eelarvepiirangutele. Selles osas pakutakse välja praktiline valikumetoodika, mis põhineb nõuetel.
Rakendusstsenaariumidel põhinev valikustrateegia
Toimivusnõudedlaseriderineda rakendusstsenaariumides oluliselt. Valiku esimene samm on rakenduse põhinõuete selgitamine.
Täppismaterjalide töötlemine ja mikro-nano tootmine: Selliste rakenduste hulka kuuluvad peenlõikamine, puurimine, pooljuhtplaatide tükeldamine, mikronitasemel märgistamine ja 3D-printimine jne. Neil on äärmiselt kõrged nõuded kiire kvaliteedile ja fokuseeritud täpi suurusele. Valida tuleks laser, mille M²-tegur on võimalikult lähedal 1-le (näiteks <1,1). Väljundvõimsus tuleb määrata materjali paksuse ja töötlemiskiiruse põhjal. Üldiselt suudab enamiku mikrotöötluste nõuded rahuldada võimsusega kümneid kuni sadu vatte. Lainepikkuse osas on enamiku metallmaterjalide töötlemiseks eelistatud valik 1064 nm tänu oma kõrgele neeldumiskiirusele ja madalale hinnale laservõimsuse vati kohta.
Teadusuuringud ja tipptasemel mõõtmised: Rakendusstsenaariumide hulka kuuluvad optilised pintsetid, külma aatomi füüsika, kõrglahutusega spektroskoopia ja interferomeetria. Nendes valdkondades on tavaliselt äärmiselt oluline laserite monokromaatilisus, sagedusstabiilsus ja müratase. Eelistada tuleks kitsa joonelaiusega (isegi ühesageduslikke) ja madala intensiivsusega müraga mudeleid. Lainepikkus tuleks valida konkreetse aatomi või molekuli resonantsijoone põhjal (näiteks rubiidiumi aatomite jahutamiseks kasutatakse tavaliselt 780 nm). Interferentsikatsete jaoks on tavaliselt vajalik eelpinge säilitamise väljund. Võimsusnõue ei ole üldiselt suur ja sageli piisab mõnest sajast millivatist kuni mitmest vatist.
Meditsiin ja biotehnoloogia: Rakenduste hulka kuuluvad oftalmoloogilised kirurgiad, nahahooldus ja fluorestsentsmikroskoopia. Silmade ohutus on esmatähtis, seega valitakse sageli laserid lainepikkusega 1550 nm või 2 μm, mis jäävad silma ohutusribasse. Diagnostiliste rakenduste puhul tuleb tähelepanu pöörata võimsuse stabiilsusele; terapeutiliste rakenduste puhul tuleks valida sobiv võimsus ravi sügavuse ja energiavajaduse põhjal. Optilise ülekande paindlikkus on selliste rakenduste peamine eelis.
Side ja sensorid: tüüpilised rakendused on kiudoptiline sensor, liDAR ja kosmoseoptiline side. Need stsenaariumid nõuavadlaser...on kõrge töökindluse, keskkonnasõbralikkuse ja pikaajalise stabiilsusega. 1550 nm sagedusribast on saanud eelistatud valik tänu oma madalaimale ülekandekaole optilistes kiududes. Koherentsete tuvastussüsteemide (näiteks koherentse lidari) jaoks on lokaalse ostsillaatorina vaja lineaarselt polariseeritud laserit, millel on äärmiselt kitsas joone laius.
2. Põhiparameetrite prioriteetne sortimine
Arvukate parameetrite valguses saab otsuseid langetada järgmiste prioriteetide põhjal:
Otsustavad parameetrid: esiteks tuleb määrata lainepikkus ja kiire kvaliteet. Lainepikkuse määravad rakenduse olulised nõuded (materjali neeldumisomadused, ohutusstandardid, aatomresonantsjooned) ja tavaliselt pole kompromissideks ruumi. Kiire kvaliteet määrab otseselt rakenduse põhimõttelise teostatavuse. Näiteks täppistöötluses ei saa kasutada liiga suure M²-ga lasereid.
Jõudlusparameetrid: Teiseks pöörake tähelepanu väljundvõimsusele ja joone laiusele/polarisatsioonile. Võimsus peab vastama rakenduse energia läviväärtustele või efektiivsusnõuetele. Joone laiuse ja polarisatsiooni omadused määratakse rakenduse konkreetse tehnilise marsruudi põhjal (näiteks kas esineb häireid või sageduse kahekordistumist). Praktilised parameetrid: Lõpuks arvestage stabiilsusega (näiteks pikaajalise väljundvõimsuse stabiilsusega), töökindlusega (tõrgeteta tööaeg), mahu energiatarbimisega, liidese ühilduvusega ja maksumusega. Need parameetrid mõjutavad laseri integreerimise raskusastet ja kogukulusid tegelikus töökeskkonnas.

3. Ühe- ja mitmerežiimilise režiimi valik ja hindamine
Kuigi see artikkel keskendub ühemoodilistelekiudlaserid, on oluline selgelt mõista ühemoodilise laseri valimise vajadust tegeliku valiku puhul. Kui rakenduse põhinõuded on suurim töötlemise täpsus, väikseim kuumusest mõjutatud tsoon, maksimaalne fokuseerimisvõime või pikim edastuskaugus, on ühemoodiline kiudlaser ainus õige valik. Seevastu, kui rakendus hõlmab peamiselt paksude plaatide keevitamist, suurte pindade töötlemist või lühikeste vahemaade läbimist suure võimsusega ning absoluutse täpsuse nõue ei ole kõrge, võivad mitmemoodilised kiudlaserid olla oma suurema koguvõimsuse ja madalama hinna tõttu ökonoomsem ja praktilisem valik.