Erbium (Er) doped phosphate glassnagpapakita ng maraming kapaki-pakinabang na katangian, na humantong sa tumaas na pangangailangan sa mga nakaraang taon para sa Er: mga glass laser para sa mga aplikasyon bilangmalawak na saklaw bilang laser rangefinding, long-distance na komunikasyon, dermatology, at laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS).Ang Erbium fiber amplifier ay nagbibigay-daan sa mabilis na pandaigdigang komunikasyon sa transpacific cable sa pagitan ng Hong Kong at Los Angeles, Er: ang mga glass laser rangefinder ay lalong ginagamit samga aplikasyon sa pagtatanggol at reconnaissance, atEr: glass aesthetic lasersay nakakakuha ng traksyon para sapag-alis ng pagkakapilatat kahit napaggamot sa pagkawala ng buhoksanhi ng androgenetic alopecia.
Ang lumalagong mga puwang ng application na ito ay nangangailangan ng mataas na katumpakan ng laser glass na may hinihingi na dimensional tolerance at high-power laser coatings.Ang mahigpit na pagpapaubaya ay nagbibigay ng kumpiyansa sa mga system integrator na ang mga bahagi ay madaling mailagay sa kanilang mga system nang walang pag-align ng oras, ngunit ang mga pagtutukoy na ito ay nagpapakita ng isang hamon sa mga tagagawa ng laser glass.Ang kontrol sa proseso at isang pagtutok sa metrology ay kinakailangan para sa mga tagagawa ng salamin ng laser upang lumikha ng mga hinihingi na bahagi na kinakailangan para sa lumalaking espasyo ng NIR laser optics.
BAKIT ERBIUM-DOPED GLASS ?
Sa nakalipas na ilang dekada, ang mga makabuluhang pagsulong ay nagawa sa teknolohiyang laser na nakabatay sa pospeyt sa mga tuntunin ng pinahusay na lakas ng output, mas maikling tagal ng pulso, pinaliit na laki ng system, at mga bagong operating wavelength.Er:Ang mga glass laser ay karaniwang naglalabas sa eye-safe wavelength na 1540nm, 1550nm, o 1570nm, na lubhang kapaki-pakinabang sa rangefinding at iba pang mga sitwasyon kung saan maaaring malantad ang mga tao sa mga beam.Ang mga wavelength na ito ay nakikinabang mula sa mataas na paghahatid sa pamamagitan ng atmospera.Ang 1540nm ay nakakaranas din ng kaunting pagsipsip ng melanin, na ginagawang pinakamainam ang Er: glass lasers para sa mga aesthetic laser application sa mga pasyenteng may mas madidilim na kutis.
Figure 1. Mga estado ng enerhiya ng erbium.Er: ang mga glass laser ay karaniwang ipinobomba gamit ang 800nm o 980nm laser at naglalabas sa 1540nm o 1570nm.
Ang phosphate glass ay umabot sa matataas na pagpapadala at maaaring i-dope ng mga rare-earth atoms tulad ng erbium at ytterbium upang maabot nito ang pagbaligtad at lase ng populasyon kapag nalantad sa isang pump wavelength na 800nm o 980nm (Figure 1).Er: ang salamin ay maaari ding ibomba ng mga photon sa 1480nm, ngunit ito ay hindi kanais-nais dahil ang kahusayan ay maaaring mapababa sa pamamagitan ng pumping at stimulated emission na nagaganap sa parehong wavelength at energy band.[3]Nakikinabang din ang mga baso ng Phosphate mula sa katatagan ng kemikal at mga high laser-induced damage threshold (LIDTs), na ginagawang perpektong kandidato para sa NIR laser gain media ang Er:glass at iba pang doped phosphate na baso.
Ang mga baso ng phosphate ay may mas mataas na solubility ng mga rare earth ions kaysa sa silicate na baso, na nagtatampok ng mas matibay na istraktura ng matrix.[1]Gayunpaman, nagtatampok ang mga ito ng mas makitid na bandwidth kaysa sa silicate na baso at bahagyang hygroscopic, ibig sabihin, mas sumisipsip sila ng moisture mula sa hangin.Samakatuwid, ang mga ito ay limitado sa mga application sa kanilang bandwidth at mga system kung saan sila ay sapat na mapoprotektahan mula sa kahalumigmigan sa pamamagitan ng mga coatings o iba pang mga optika.
MAHIGPIT NA PAGPAPARAYA AT PROSESO NA KONTROL
Marami sa mga application na tinalakay kanina, lalo na ang laser rangefinding para sa mga application ng depensa, ay kadalasang nangangailangan ng maliit na Er: mga bahagi ng salamin na may napakahigpit na dimensional tolerance.Ang mga pinong pinakintab na mga slab ng laser glass na ito ay maaaring ihulog sa mga assemblies na may kaunti o walang kinakailangang pagkakahanay.Maaari silang bumaba sa laki ng isang SIM card at kadalasan ay hindi nagtatampok ng mga bevel dahil napakaliit ng mga ito (Larawan 2).Ginagawa nitong mas malamang ang pag-chipping sa gilid.Ang pagkamit ng mahigpit na parallelism at mga pagtutukoy ng kalidad ng ibabaw sa maliliit na bahaging ito ay maaaring maging lubhang mahirap.Ang malinaw na aperture, o bahagi ng optical surface na dapat matugunan ang lahat ng mga detalye, ay kadalasang halos 100%, na nag-iiwan ng kaunti hanggang sa walang puwang para sa error sa paligid ng mga gilid ng optical surface.
Figure 2. Er:glass slab na ginagamit para sa laser rangefinding at iba pang NIR laser application ay kadalasang kasing laki ng karaniwang SIM card o mas maliit.
Kaya bakit dumaan sa lahat ng problemang ito?Ang mga nakaraang solusyon ay kadalasang nagsasangkot ng mas malalaking subassemblies ng maramihang mga bahagi ng kristal na nakakabit sa isang Nd: YAG bar.Maaaring kabilang sa mga karagdagang bahaging ito ang mga Brewster plate, saturable absorbers para sa passive Q-switching, o frequency conversion crystals.Ang mga kristal ng conversion ng dalas ay mahalaga sa rangefinder o iba pang mga open-air na application dahil ang emission wavelength ng neodymium ay mas mapanganib kaysa sa erbium at dapat ilipat sa mas mahabang wavelength bago ito ligtas na mailipat sa malalayong distansya.
Ang mga application ng rangefinder ay kadalasang may pangangailangan sa pagkabigla at panginginig ng boses, na nagpapahirap sa pagsasama-sama ng maraming bahagi habang natutugunan ang lahat ng mga pagtutukoy.Ang paglipat mula sa mga lumang disenyo na ito sa isang solong, pinakintab na piraso ng Er: ang salamin na nagsasagawa ng parehong mga gawain na may iba't ibang mga coatings ay pinababa ang laki at gastos ng system.Ang mga kristal ng YAG ay kadalasang ginagamit sa anggulo ng Brewster, ngunit ang parehong epekto ay maaaring magawa sa pamamagitan ng paggamit ng mga coatings.Dahil ang Er:glass slab ay kailangang pahiran pa rin, ito ay kapaki-pakinabang na idagdag sa ganitong uri ng coating upang mag-pack ng mas maraming functionality hangga't maaari at makatipid ng gastos sa ibang lugar.
Dahil ang mga baso ng pospeyt ay bahagyang hygroscopic, kung hindi binalutan Er: ang salamin ay naiwan sa labas sa loob ng ilang araw maaari itong masira.Dapat kontrolin ang kalidad ng ibabaw bago ang patong upang maiwasan ang paglipat ng kahalumigmigan sa salamin.Ang mga coatings na idineposito sa mga pinakintab na ibabaw ng huling glass slab ay nakakatulong na protektahan ang mga ito mula sa pagkasira na ito.
Mga karaniwang pagtutukoy para sa maliit, mataas na katumpakan Er: ang mga glass slab ay <5 arcmin perpendicularity para sa mga gilid, <10 arcsec ng perpendicularity para sa mga dulo, at isang surface na kalidad na mas mahusay kaysa sa 10-5 scratch dig.Ang mga hinihinging detalyeng ito ay nangangailangan ng malinis na kapaligiran, lubos na kinokontrol na mga proseso, at pinaliit na oras ng pagpindot.
Ang salamin ng laser ay karaniwang may dalawang pinakintab na ibabaw sa mga dulo habang ang iba pang mga ibabaw ay giniling, ngunit ang ilan sa mga gilid ng Er: mga glass slab ay pinakintab din at lubos na pinahihintulutan upang pasimplehin ang pagkakahanay.Ang pagpili kung aling mga panig ang bubuliin at pahiran muna, kung aling mga panig ang ipapakintab bago o pagkatapos ng dicing, at kung kailan gagamit ng single-side o double-side na buli ang lahat ay tumutukoy sa gastos at ani.Ang pagkakaiba sa yield sa pagitan ng isang hindi alam na proseso at isang proseso na na-optimize ng isang may karanasan na tagagawa ay madaling maging kasing laki ng isang factor ng tatlo.
Upang mabawasan ang oras ng pagpindot at mapabuti ang mga ani, pinakamainam na gawin ang lahat ng pagmamanupaktura at coating sa isang lokasyon.Sa tuwing ipapadala ang bahagyang tapos na bahagi sa pagitan ng iba't ibang lokasyon, ang posibilidad ng kontaminasyon at pinsala ay lubhang tumataas, kasama ang karagdagang oras ng pila.
MARAMING HIGH-LIDT COATING
Ang isang hamon sa pagmamanupaktura ng maliliit na Er:glass slab para sa rangefinding at iba pang katumpakan na mga aplikasyon ng NIR ay ang maramihang mga coatings ay madalas na nakadeposito sa iba't ibang facet ng component.Mahirap ito dahil sa kinakailangang pagkakabit at proteksyon ng malinis na mga ibabaw na walang patong bago patong.Isang hamon din para sa mga tagagawa na maiwasan ang overspray o blow-by sa likod na bahagi ng slab, na kailangang protektahan sa panahon ng coating.Nagtatampok ang mga dulo ng anti-reflective (AR) coatings na may mataas na lase-induced damage threshold (LIDTs).Nagtatampok din ang mga gilid ng matataas na LIDT AR coatings para makapasok ang pump beam.Ang lakas ng bomba ay palaging mas mataas kaysa sa emisyon.Ang ilang apat na panig na slab ay may mga karagdagang coatings para sa built-in na high-reflectivity cavity mirror, wavelength discrimination, at pump light rejection.
METROLOGY: KUNG HINDI MO MASUKAT HINDI MO KAYA
Ang katumpakan ng pagmamanupaktura at kontrol sa proseso ay walang silbi nang walang tamang metrology na kinakailangan upang maayos na masukat at ma-verify ang mga pangunahing detalye.Ang mga laser interferometer, gaya ng ZYGO Verifier, ay kadalasang ginagamit upang sukatin ang flatness, ngunit kapag sumusukat ng maliliit na Er:glass slab ang likod na ibabaw ay nagsisimulang makagambala sa mga sukat ng front surface dahil sa hinihinging parallelism na detalye.Magagawa ito ng mga operator sa pamamagitan ng paglalagay ng Vaseline o ibang substance sa likod na ibabaw, ngunit ang ibabaw na ito ay kailangang linisin muli at tumaas ang posibilidad ng pagkasira ng bahagi.Gayunpaman, ang mga kamakailang pag-unlad sa pagsukat ng flatness ay nag-aalis ng mga epekto mula sa likod na ibabaw at nagbibigay-daan sa mga pagsukat ng flatness na gawin nang mas mabilis at mas mababa ang posibilidad na masira.Maaaring pigilan ng mga chips sa mga gilid ng mga slab ang mga operator mula sa tumpak na pagsukat ng flatness, na ginagawang mas mahalaga ang kontrol sa proseso sa panahon ng pagmamanupaktura.Karaniwang nabe-verify ang perpendicularity at wedge gamit ang double pass autocollimator.
Ang lumalagong espasyo ng aplikasyon para sa Er: glass lasers ay patuloy na magtutulak sa mga optical component manufacturer na lumikha ng mas mataas at mas mataas na precision laser glass at coatings.Ang 1540nm at 1570nm na eye-safe na mga laser application ay nakakatulong na gawing mas ligtas ang paggamit, palakasin ang kumpiyansa sa pamamagitan ng mga aesthetic laser procedure, at pagbutihin ang mga komunikasyon sa malayong distansya.Ang pinakamahusay na payo na magagamit ay na kapag pagbuo ng isang NIR laser system;talakayin ang iyong partikular na mga pangangailangan sa aplikasyon sa iyong supplier ng bahagi para sa gabay sa pag-navigate sa nuanced na pagpili ng tamang laser glass at iba pang mga bahagi.
Ang artikulong ito ay isinulat ni Cory Boone, Lead Technical Marketing Engineer, Edmund Optics (Barrington, NJ) at Mike Middleton, Operations Manager, Edmund Optics Florida (Oldsmar, FL).
Higit pang impormasyon ng produkto, maaari kang pumunta sa aming website:
https://www.erbiumtechnology.com/
E-mail:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Fax: +86-2887897578
Idagdag: No.23, Chaoyang road, Xihe street, Longquanyi distrcit, Chengdu,610107, China.
Oras ng Pag-update: Abr-01-2022
