Фосфатно стакло допирано ербијумом (Ер).показује многа корисна својства, што је довело до повећане потражње последњих година за Ер: стакленим ласерима за примену каошироког спектра као што су ласерско одређивање удаљености, комуникације на даљину, дерматологија и ласерски индукована спектроскопија распада (ЛИБС).Појачала са ербијумским влакнима омогућавају брзу глобалну комуникацију у транспацифичком каблу између Хонг Конга и Лос Анђелеса, Ер: стаклени ласерски даљиномери се све више користе уодбрамбене апликације и извиђања, иЕр: стаклени естетски ласеридобијају на снази зауклањање ожиљакаи чаклечење губитка косеузрокована андрогеном алопецијом.
Ови растући простори захтевају ласерско стакло високе прецизности са захтевним толеранцијама димензија и ласерским премазима велике снаге.Уске толеранције дају интеграторима система уверење да се компоненте могу лако поставити у њихове системе без дуготрајног поравнања, али ове спецификације представљају изазов за произвођаче ласерског стакла.Контрола процеса и фокус на метрологију су потребни за произвођаче ласерског стакла како би створили захтевне компоненте потребне за растући простор ласерске НИР оптике.
ЗАШТО СТАКЛО ДОПИРАНО ЕРБИЈУМОМ?
У последњих неколико деценија, направљен је значајан напредак у ласерској технологији заснованој на фосфату у смислу побољшане излазне снаге, краћег трајања импулса, смањене величине система и нових радних таласних дужина.Ер:гласс ласери обично емитују таласне дужине од 1540 нм, 1550 нм или 1570 нм, које су безбедне за очи, што је веома корисно за одређивање домета и друге ситуације у којима људи могу бити изложени зрацима.Ове таласне дужине имају користи од високог преноса кроз атмосферу.1540нм такође доживљава минималну апсорпцију меланина, чинећи Ер: стаклене ласере оптималним за естетске ласерске апликације на пацијентима тамнијег тена.
Слика 1. Енергетска стања ербијума.Ер:гласс ласери се обично пумпају ласером од 800нм или 980нм и емитују на 1540нм или 1570нм.
Фосфатно стакло достиже високе трансмисије и може се допирати атомима ретких земаља као што су ербијум и итербијум, тако да може да достигне инверзију популације и ласера када је изложено таласној дужини пумпе од 800 нм или 980 нм (Слика 1).Ер: стакло би такође могло бити пумпано фотонима на 1480нм, али то је непожељно јер би ефикасност могла бити смањена пумпањем и стимулисаном емисијом која се јавља у истој таласној дужини и енергетском опсегу.[3]Фосфатне наочаре такође имају користи од хемијске стабилности и високих прагова оштећења изазваних ласером (ЛИДТ), што чини Ер:стакло и друге допиране фосфатне наочаре идеалним кандидатима за медије за НИР ласерско појачање.
Фосфатна стакла имају већу растворљивост јона ретких земаља од силикатних стакла, која имају чвршћу структуру матрице.[1]Међутим, они имају ужи пропусни опсег од силикатних стакла и благо су хигроскопни, што значи да упијају више влаге из ваздуха.Због тога су ограничени на примену у свом пропусном опсегу и системима где ће бити довољно заштићени од влаге премазима или другом оптиком.
ЧЕСКЕ ТОЛЕРАНЦИЈЕ И КОНТРОЛА ПРОЦЕСА
Многе апликације о којима је раније било речи, посебно ласерско одређивање удаљености за одбрамбене апликације, често захтевају мале Ер: стаклене компоненте са изузетно малим димензионалним толеранцијама.Ове фино полиране плоче ласерског стакла се затим могу убацити у склопове без потребе за поравнавањем.Могу се смањити на величину СИМ картице и често немају косине јер су тако мале (слика 2).Ово чини ломљење ивица вероватнијим.Постизање тесног паралелизма и спецификација квалитета површине на овим малим компонентама може бити невероватно изазовно.Чисти отвор бленде, или део оптичке површине који мора да испуњава све спецификације, често је скоро 100%, остављајући мало или нимало простора за грешке око ивица оптичких површина.
Слика 2. Ер:стаклене плоче које се користе за ласерско одређивање удаљености и друге НИР ласерске апликације су често величине обичне СИМ картице или мање.
Па зашто пролазити кроз све ове невоље?Претходна решења су често укључивала веће подсклопове више кристалних компоненти причвршћених за Нд: ИАГ шипку.Ове додатне компоненте могу укључивати Брустерове плоче, апсорбере који се могу засићити за пасивно К-прекидање или кристале за конверзију фреквенције.Кристали за конверзију фреквенције су важни у даљиномеру или другим апликацијама на отвореном јер је таласна дужина емисије неодимијума много опаснија од ербијума и мора се померити на већу таласну дужину пре него што се може безбедно преносити на велике удаљености.
Примене даљиномера често захтевају ударе и вибрације, што отежава повезивање више компоненти заједно са испуњавањем свих спецификација.Прелазак са ових старих дизајна на један, углачан комад Ер: стакло које испуњава исте задатке са различитим премазима смањило је величину система и цену.ИАГ кристали се често користе под Брустеровим углом, али исти ефекат се може постићи коришћењем премаза.Пошто Ер:стаклене плоче ионако морају бити премазане, корисно је додати овај тип премаза како би се упаковао што је више могуће функционалности и уштедели трошкови на другим местима.
Пошто су фосфатна стакла благо хигроскопна, ако се Ер: стакло не превуче напоље неколико дана може да се разгради.Квалитет површине се мора контролисати пре наношења премаза како би се спречило кретање влаге у стакло.Премази нанесени на полиране површине завршне стаклене плоче помажу у њиховој заштити од ове деградације.
Уобичајене спецификације за мале, високо прецизне Ер: стаклене плоче имају <5 лучних минута окомитости за ивице, <10 лучних секунди окомитости за крајеве и квалитет површине бољи од 10-5 гребања.Ове захтевне спецификације захтевају чисто окружење, високо контролисане процесе и минимизирано време додира.
Ласерско стакло обично има само две полиране површине на крајевима док су остале површине брушене, али неке од страна ових Ер: стаклених плоча су такође полиране и високо толерантне како би се поједноставило поравнање.Избор које ће се стране прво полирати и премазати, које стране полирати пре или после сечења, и када користити једнострано или двострано полирање, све то одређује цену и принос.Разлика у приносу између неинформисаног процеса и процеса оптимизованог од стране искусног произвођача лако може бити велика као фактор три.
Да би се смањило време додира и побољшао принос, оптимално је да се сва производња и премазивање обављају на једној локацији.Сваки пут када се делимично готови део отпрема између различитих локација, вероватноћа контаминације и оштећења се значајно повећава, заједно са додатним временом чекања.
ВИШЕ ПРЕМАЗА ХИГХ ЛИДТ
Један изазов са производњом малих Ер:стаклених плоча за мерење домета и друге прецизне НИР апликације је то што се вишеструки премази често наносе на различите аспекте компоненте.Ово је тешко због потребног причвршћивања и заштите нетакнутих необложених површина пре наношења премаза.Такође је изазов за произвођаче да избегну прекомерно прскање или дување на задњој страни плоче, која мора бити заштићена током премаза.Крајеви имају антирефлексне (АР) премазе са високим праговима оштећења изазваним ласером (ЛИДТ).Ивице такође имају високе ЛИДТ АР премазе за пропуштање зрака пумпе.Снага пумпе је увек већа од снаге емисије.Неке четворостране плоче имају чак и додатне премазе за уграђена огледала са шупљинама високе рефлексије, дискриминацију таласне дужине и одбијање светлости пумпе.
МЕТРОЛОГИЈА: АКО НЕ МОЖЕТЕ ДА ЈЕ ИЗМЕРИТЕ НЕ МОЖЕТЕ
Прецизност производње и контрола процеса су бескорисни без одговарајуће метрологије потребне за правилно мерење и верификацију кључних спецификација.Ласерски интерферометри, као што је ЗИГО Верифиер, се често користе за мерење равности, али када се мере мале Ер:стаклене плоче, задња површина почиње да омета мерење предње површине због захтевне спецификације паралелизма.Оператери могу да заобиђу ово наношењем вазелина или друге супстанце на задњу површину, али ова површина се тада мора поново очистити и вероватноћа оштећења компоненти се повећава.Међутим, недавни напредак у мерењу равности елиминише ефекте са задње површине и омогућава да се мерења равности изврше брже и са мањом вероватноћом оштећења.Чипови на ивицама плоча могу спречити оператере да прецизно мере равност, што контролу процеса током производње чини још важнијом.Перпендикуларност и клин се обично проверавају коришћењем аутоколиматора са двоструким пролазом.
Све већи простор за примену Ер: стаклених ласера наставиће да подстиче произвођаче оптичких компоненти да креирају све више и више прецизно ласерско стакло и премазе.Ласерске апликације од 1540нм и 1570нм безбедне за очи помажу у безбеднијој употреби, повећавају самопоуздање кроз естетске ласерске процедуре и побољшавају комуникацију на даљину.Најбољи доступни савет је да када развијате НИР ласерски систем;разговарајте о вашим специфичним потребама примене са вашим добављачем компоненти за смернице у навигацији у нијансираном избору одговарајућег ласерског стакла и других компоненти.
Овај чланак су написали Цори Бооне, водећи инжењер техничког маркетинга, Едмунд Оптицс (Барингтон, Њ) и Мике Миддлетон, оперативни менаџер, Едмунд Оптицс Флорида (Олдсмар, ФЛ).
Више информација о производу, можете посетити нашу веб страницу:
хттпс://ввв.ербиумтецхнологи.цом/
Е-маил:devin@erbiumtechnology.com
ВхатсАпп: +86-18113047438
Факс: +86-2887897578
Додајте: бр.23, пут Цхаоианг, улица Ксихе, округ Лонгкуании, Цхенгду, 610107, Кина.
Време ажурирања: април-01-2022
