Qelqi fosfat i dopuar me Erbium (Er).shfaq shumë veti të dobishme, gjë që ka çuar në një rritje të kërkesës vitet e fundit për Er: lazer qelqi për aplikime sime shtrirje të gjerë si gjetja e rrezes me lazer, komunikimet në distanca të gjata, dermatologjia dhe spektroskopia e prishjes së shkaktuar nga lazeri (LIBS).Përforcuesit e fibrave Erbium mundësojnë komunikim të shpejtë global në kabllon transpaqësore midis Hong Kongut dhe Los Angeles, Er: matësit e rrezeve lazer qelqi përdoren gjithnjë e më shumë nëaplikimet e mbrojtjes dhe zbulimi, dheEr: lazer estetik qelqipo fitojnë tërheqje përduke hequr cikatricetdhe madjetrajtimin e rënies së flokëvee shkaktuar nga alopecia androgjenetike.
Këto hapësira aplikimi në rritje kërkojnë xhami lazer me precizion të lartë me toleranca kërkuese dimensionale dhe veshje lazer me fuqi të lartë.Tolerancat e ngushta u japin integruesve të sistemit besimin se komponentët mund të vendosen lehtësisht në sistemet e tyre pa shtrirje që kërkon kohë, por këto specifikime paraqesin një sfidë për prodhuesit e xhamit lazer.Kontrolli i procesit dhe fokusi në metrologji kërkohet për prodhuesit e xhamit lazer për të krijuar komponentët kërkues të kërkuar për hapësirën në rritje të optikës lazer NIR.
PSE XHAM I DOPITUAR ME ERBIUM?
Në disa dekadat e fundit, janë bërë përparime të rëndësishme në teknologjinë e lazerit me bazë fosfati për sa i përket fuqisë së përmirësuar të daljes, kohëzgjatjes më të shkurtër të pulsit, madhësisë së reduktuar të sistemit dhe gjatësive të reja valore të funksionimit.Lazerët e qelqit emetojnë zakonisht në gjatësi vale të sigurta për sytë prej 1540 nm, 1550 nm ose 1570 nm, gjë që është shumë e dobishme në gjetjen e rrezes dhe në situata të tjera ku njerëzit mund të ekspozohen ndaj rrezeve.Këto gjatësi vale përfitojnë nga transmetimi i lartë përmes atmosferës.1540 nm gjithashtu përjeton një përthithje minimale nga melanina, duke i bërë lazerët Er: qelqi optimale për aplikime estetike me lazer te pacientët me ngjyrë më të errët.
Figura 1. Gjendjet energjetike të erbiumit.Lazerët e qelqit Er: zakonisht pompohen me një lazer 800 nm ose 980 nm dhe emetojnë në 1540 nm ose 1570 nm.
Qelqi i fosfatit arrin transmetime të larta dhe mund të dopohet me atome të tokës së rrallë si erbiumi dhe itterbiumi, në mënyrë që të mund të arrijë përmbysjen e popullsisë dhe lase kur ekspozohet ndaj një gjatësi vale të pompës prej 800 nm ose 980 nm (Figura 1).Er: qelqi gjithashtu mund të pompohet nga fotone në 1480 nm, por kjo është e padëshirueshme sepse efikasiteti mund të ulet duke pompuar dhe stimuluar emetimin që ndodh në të njëjtën gjatësi vale dhe brez energjetik.[3]Syzet e fosfatit përfitojnë gjithashtu nga qëndrueshmëria kimike dhe pragjet e larta të dëmtimit të shkaktuar nga lazeri (LIDT), duke e bërë Er:qelqi dhe gotat e tjera të dopuara me fosfat kandidatë idealë për median e fitimit me lazer NIR.
Syzet e fosfatit kanë një tretshmëri më të lartë të joneve të tokës së rrallë sesa gotat silikate, të cilat kanë një strukturë matrice më të ngurtë.[1]Megjithatë, ato kanë një gjerësi bande më të ngushtë se gotat silikate dhe janë pak higroskopike, që do të thotë se thithin më shumë lagështi nga ajri.Prandaj, ato janë të kufizuara në aplikime në gjerësinë e brezit dhe sistemet e tyre ku do të mbrohen mjaftueshëm nga lagështia me veshje ose optika të tjera.
TOLERANCA E RREGULLT DHE KONTROLLI I PROCESIT
Shumë nga aplikacionet e diskutuara më parë, veçanërisht gjetja e rrezes lazer për aplikimet e mbrojtjes, shpesh kërkojnë komponentë të vegjël Er: xhami me toleranca jashtëzakonisht të ngushta dimensionale.Këto pllaka qelqi lazer të lëmuara imët më pas mund të hidhen në montime me pak ose aspak shtrirje të nevojshme.Ato mund të arrijnë madhësinë e një karte SIM dhe shpesh nuk kanë pjerrësi sepse janë shumë të vogla (Figura 2).Kjo e bën më të mundshëm copëtimin e skajeve.Arritja e paralelizmit të ngushtë dhe specifikimeve të cilësisë së sipërfaqes në këta komponentë të vegjël mund të jetë tepër sfiduese.Hapja e qartë, ose pjesa e sipërfaqes optike që duhet të plotësojë të gjitha specifikimet, është shpesh gati 100%, duke lënë pak ose aspak vend për gabime rreth skajeve të sipërfaqeve optike.
Figura 2. Pllakat Er:qelqi të përdorura për gjetjen e rrezes lazer dhe aplikacione të tjera lazeri NIR janë shpesh në madhësinë e një karte SIM të zakonshme ose më të vogla.
Pra, pse të kaloni gjithë këtë telashe?Zgjidhjet e mëparshme shpesh përfshinin nënbashkime më të mëdha të përbërësve të shumtë kristal të bashkangjitur në një shirit Nd: YAG.Këta komponentë shtesë mund të përfshijnë pllaka Brewster, absorbues të ngopshëm për ndërrimin pasiv Q ose kristalet e konvertimit të frekuencës.Kristalet e konvertimit të frekuencës janë të rëndësishme në matësin e rrezes ose në aplikacione të tjera në ajër të hapur, sepse gjatësia e valës së emetimit të neodymiumit është shumë më e rrezikshme se erbiumi dhe duhet të zhvendoset në një gjatësi vale më të madhe përpara se të mund të transmetohet në mënyrë të sigurt në distanca të gjata.
Aplikacionet Rangefinder shpesh kanë një kërkesë për goditje dhe dridhje, gjë që e bën të vështirë lidhjen e shumë komponentëve së bashku duke përmbushur të gjitha specifikimet.Kalimi nga këto dizajne të vjetra në një pjesë të vetme, të lëmuar të Er: xhami që kryen të njëjtat detyra me veshje të ndryshme redukton madhësinë dhe koston e sistemit.Kristalet YAG përdoren shpesh në këndin e Brewster-it, por i njëjti efekt mund të arrihet duke përdorur veshje.Meqenëse pllakat e qelqit Er: duhet të lyhen gjithsesi, është e dobishme të shtoni këtë lloj veshjeje për të paketuar sa më shumë funksionalitet dhe për të kursyer koston diku tjetër.
Për shkak se gotat me fosfat janë pak higroskopike, nëse Er: qelqi lihet jashtë për disa ditë mund të degradohet.Cilësia e sipërfaqes duhet të kontrollohet përpara veshjes për të parandaluar lëvizjen e lagështirës në xhami.Veshjet e depozituara në sipërfaqet e lëmuara të pllakës përfundimtare të qelqit ndihmojnë në mbrojtjen e tyre nga ky degradim.
Specifikimet e zakonshme për Er të vogla dhe me precizion të lartë: pllakat e qelqit janë pinguliteti <5 hark min për skajet, <10 hark sec pingul për skajet dhe një cilësi sipërfaqe më e mirë se gërmimi me gërvishtje 10-5.Këto specifikime kërkuese kërkojnë një mjedis të pastër, procese shumë të kontrolluara dhe kohë të minimizuar të prekjes.
Xhami lazer normalisht ka vetëm dy sipërfaqe të lëmuara në skajet ndërsa pjesa tjetër e sipërfaqeve janë të bluara, por disa nga anët e këtyre pllakave të xhamit Er: janë gjithashtu të lëmuara dhe tolerohen shumë për të thjeshtuar shtrirjen.Zgjedhja se cilat anë të lustrohen dhe lyhen së pari, cilat anë të lustrohen para ose pas prerjes në kubikë dhe kur të përdoret lustrimi i njëanshëm ose i dyanshëm, të gjitha përcaktojnë koston dhe rendimentin.Dallimi në rendiment midis një procesi të painformuar dhe një procesi të optimizuar nga një prodhues me përvojë mund të jetë lehtësisht aq i madh sa një faktor prej tre.
Për të reduktuar kohën e prekjes dhe për të përmirësuar rendimentet, është optimale që të gjitha prodhimet dhe veshjet të kryhen në një vend të vetëm.Sa herë që pjesa e përfunduar pjesërisht dërgohet midis vendndodhjeve të ndryshme, gjasat e kontaminimit dhe dëmtimit rriten shumë, së bashku me kohën shtesë të radhës.
SHUMË VESHJE ME KAPAK TË LARTË
Një sfidë me prodhimin e pllakave të vogla Er:qelqi për gjetjen e rrezes dhe aplikime të tjera me saktësi NIR është se shtresa të shumta shpesh depozitohen në aspekte të ndryshme të komponentit.Kjo është e vështirë për shkak të fiksimit dhe mbrojtjes së kërkuar të sipërfaqeve të pacenuara para veshjes.Është gjithashtu një sfidë për prodhuesit që të shmangin spërkatjen e tepërt ose fryrjen në anën e pasme të pllakës, e cila duhet të mbrohet gjatë veshjes.Fundet përmbajnë veshje antireflektuese (AR) me pragje të larta dëmtimi të shkaktuara nga lase (LIDT).Skajet përmbajnë gjithashtu veshje me LIDT AR të lartë për të futur rrezen e pompës.Fuqia e pompës është gjithmonë më e lartë se ajo e emetimit.Disa pllaka me katër anë madje kanë veshje shtesë për pasqyrat e brendshme të zgavrës me reflektim të lartë, diskriminimin e gjatësisë valore dhe refuzimin e dritës së pompës.
METROLOGJIA: NËSE NUK MUND TA MATJESH, NUK MUND TA MBASH
Saktësia e prodhimit dhe kontrolli i procesit janë të padobishme pa metrologjinë e duhur të nevojshme për të matur dhe verifikuar saktë specifikimet kryesore.Interferometrat lazer, të tillë si Verifikuesi ZYGO, përdoren shpesh për të matur rrafshimin, por kur matni pllaka të vogla Er:qelqi sipërfaqja e pasme fillon të ndërhyjë në matjet e sipërfaqes së përparme për shkak të specifikimeve të kërkuara të paralelizmit.Operatorët mund ta shmangin këtë duke aplikuar vazelinë ose një substancë tjetër në sipërfaqen e pasme, por kjo sipërfaqe më pas duhet të pastrohet dhe gjasat e dëmtimit të komponentëve rriten.Megjithatë, përparimet e fundit në matjen e rrafshësisë eliminojnë efektet nga sipërfaqja e pasme dhe lejojnë që matjet e sheshta të bëhen më shpejt dhe me më pak gjasa dëmtimi.Patate të skuqura në skajet e pllakave mund të pengojnë operatorët të matin me saktësi rrafshimin, gjë që e bën kontrollin e procesit gjatë prodhimit edhe më të rëndësishëm.Perpendikulariteti dhe pyka zakonisht verifikohen duke përdorur një autokolimator të dyfishtë.
Hapësira në rritje e aplikimit për Er: lazerët e qelqit do të vazhdojë t'i shtyjë prodhuesit e komponentëve optikë për të krijuar xhami dhe veshje lazeri me precizion gjithnjë e më të lartë.Aplikacionet e lazerit 1540 nm dhe 1570 nm të sigurta për sytë ndihmojnë për ta bërë përdorimin më të sigurt, për të rritur besimin nëpërmjet procedurave estetike të laserit dhe për të përmirësuar komunikimet në distanca të gjata.Këshilla më e mirë në dispozicion është që kur zhvilloni një sistem lazer NIR;diskutoni nevojat tuaja specifike të aplikimit me furnizuesin tuaj të komponentëve për udhëzim në lundrimin në përzgjedhjen e nuancuar të xhamit të duhur lazer dhe komponentëve të tjerë.
Ky artikull është shkruar nga Cory Boone, Inxhinier Drejtues Teknik i Marketingut, Edmund Optics (Barrington, NJ) dhe Mike Middleton, Menaxher Operacionesh, Edmund Optics Florida (Oldsmar, FL).
Më shumë informacion mbi produktin, mund të vini të vizitoni faqen tonë të internetit:
https://www.erbiumtechnology.com/
E-mail:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Faks: +86-2887897578
Shtoni: Nr.23, rruga Chaoyang, rruga Xihe, distrikti Longquanyi, Chengdu, 610107, Kinë.
Koha e përditësimit: Prill-01-2022
