Ербиум (Er) допингувано фосфатно стаклопокажува многу корисни својства, што доведе до зголемена побарувачка во последниве години за Er: стаклени ласери за апликации какоширок опсег како ласерско пронаоѓање опсег, комуникации на долги растојанија, дерматологија и спектроскопија на распаѓање индуцирана од ласер (LIBS).Засилувачите со ербиумски влакна овозможуваат брза глобална комуникација во транспацифичкиот кабел помеѓу Хонг Конг и Лос Анџелес, Er: стаклените ласерски далечина се повеќе се користат воодбранбени апликации и извидување, иЕр: стаклени естетски ласеридобиваат на сила заотстранување на лузнии дурилекување на опаѓање на косатапредизвикана од андрогена алопеција.
Овие растечки простори за примена бараат високопрецизно ласерско стакло со тешки димензионални толеранции и ласерски премази со голема моќност.Тесните толеранции им даваат на системските интегратори доверба дека компонентите можат лесно да се стават во нивните системи без усогласување што одзема многу време, но овие спецификации претставуваат предизвик за производителите на ласерско стакло.Контрола на процесот и фокусирање на метрологијата се потребни за производителите на ласерско стакло за да ги создадат потребните компоненти потребни за растечкиот простор за ласерска оптика NIR.
ЗОШТО ЕРБИУМ-ДОПИРАНО СТАКЛО?
Во последните неколку децении, значаен напредок е направен во ласерската технологија базирана на фосфати во смисла на подобрена излезна моќност, пократко времетраење на пулсот, намалена големина на системот и нови работни бранови должини.Ер:стаклените ласери вообичаено емитираат на бранови должини безбедни за очи од 1540 nm, 1550 nm или 1570 nm, што е многу корисно во пронаоѓањето опсег и други ситуации кога луѓето можат да бидат изложени на зраците.Овие бранови должини имаат корист од високиот пренос низ атмосферата.1540nm исто така доживува минимална апсорпција од меланин, што ги прави Er: стаклените ласери оптимални за естетски ласерски апликации кај пациенти со потемни тен.
Слика 1. Енергетски состојби на ербиум.Ер:стаклените ласери обично се пумпаат со ласер од 800nm или 980nm и емитуваат на 1540nm или 1570nm.
Фосфатното стакло достигнува високи преноси и може да се допингува со атоми на ретки земји, како што се ербиум и итербиум, така што може да достигне инверзија и лаза на населението кога е изложено на бранова должина на пумпа од 800 nm или 980 nm (Слика 1).Ер: стаклото, исто така, може да се пумпа со фотони на 1480 nm, но тоа е непожелно бидејќи ефикасноста може да се намали со пумпање и стимулирана емисија што се јавува во иста бранова должина и енергетска лента.[3]Фосфатните очила, исто така, имаат корист од хемиската стабилност и високите прагови на оштетување предизвикани од ласер (LIDT), што ги прави Er:стаклото и другите допирани фосфатни очила идеални кандидати за NIR ласерски средства за засилување.
Фосфатните очила имаат поголема растворливост на јоните на ретки земји отколку силикатни очила, кои имаат поцврста матрична структура.[1]Сепак, тие имаат потесен опсег од силикатни очила и се малку хигроскопни, што значи дека апсорбираат повеќе влага од воздухот.Затоа, тие се ограничени на апликации во нивниот пропусен опсег и системи каде што ќе бидат доволно заштитени од влага со премази или друга оптика.
ТЕСНИ ТОЛЕРАНЦИИ И ПРОЦЕСНА КОНТРОЛА
Многу од апликациите што беа дискутирани претходно, особено ласерското пронаоѓање опсег за одбранбени апликации, често бараат мали Ер: стаклени компоненти со исклучително тесни димензионални толеранции.Овие фино полирани плочи од ласерско стакло потоа може да се испуштат во склопови со малку или без потреба од усогласување.Тие можат да достигнат големина на SIM-картичка и честопати немаат откос бидејќи се толку мали (слика 2).Ова го прави чипувањето на рабовите поверојатно.Постигнувањето на тесен паралелизам и спецификации за квалитет на површината на овие мали компоненти може да биде неверојатно предизвик.Јасната бленда, или дел од оптичката површина што мора да ги исполнува сите спецификации, често е скоро 100%, оставајќи малку простор за грешки околу рабовите на оптичките површини.
Слика 2. Er:стаклените плочи што се користат за ласерско пронаоѓање опсег и други NIR ласерски апликации често се со големина на заедничка SIM-картичка или помали.
Па зошто да поминете низ целата оваа неволја?Претходните решенија често вклучуваа поголеми подсклопови на повеќе кристални компоненти прикачени на Nd: YAG лента.Овие дополнителни компоненти може да вклучуваат Brewster плочи, заситени апсорбери за пасивно Q-преклопување или кристали за конверзија на фреквенција.Кристалите за конверзија на фреквенција се важни за далечина или други апликации на отворено, бидејќи брановата должина на емисијата на неодимиум е многу поопасна од ербиумот и мора да се префрли на поголема бранова должина пред да може безбедно да се пренесе на долги растојанија.
Апликациите на Rangefinder често имаат потреба од шок и вибрации, што го отежнува поврзувањето на повеќе компоненти заедно додека ги исполнуваат сите спецификации.Премин од овие стари дизајни на едно, полирано парче Er: стакло што ги исполнува истите задачи со различни премази ја намалува големината и цената на системот.YAG кристалите често се користат под агол на Брустер, но истиот ефект може да се постигне со употреба на облоги.Бидејќи Er:стаклените плочи сепак треба да се премачкаат, корисно е да се додаде овој тип на облога за да се спакуваат што е можно повеќе функционалност и да се заштедат трошоци на друго место.
Бидејќи фосфатните чаши се малку хигроскопни, ако не се обложени Er: стаклото е оставено надвор неколку дена, може да се распадне.Квалитетот на површината мора да се контролира пред обложување за да се спречи влагата да се движи во стаклото.Облогите депонирани на полираните површини на завршната стаклена плоча помагаат да се заштитат од оваа деградација.
Вообичаени спецификации за мали, високопрецизни Er: стаклените плочи се перпендикуларност на рабовите <5 лачни мин., перпендикуларност <10 лачни за краевите и квалитет на површината подобар од 10-5 гребење.Овие тешки спецификации бараат чиста околина, високо контролирани процеси и минимизирано време на допир.
Ласерското стакло обично има само две полирани површини на краевите додека останатите површини се мелени, но некои од страните на овие Er: стаклени плочи се исто така полирани и високо толерантни за да се поедностави усогласувањето.Изборот на тоа кои страни прво да се полираат и премачкаат, кои страни да се полираат пред или по сечењето на коцки и кога да се користи еднострано или двострано полирање, сето тоа ја одредува цената и приносот.Разликата во приносот помеѓу неинформиран процес и процес оптимизиран од искусен производител лесно може да биде голема колку фактор три.
Со цел да се намали времето на допир и да се подобрат приносите, оптимално е целото производство и обложување да се изведуваат на една локација.Секој пат кога делумно готовиот дел се испраќа помеѓу различни локации, веројатноста за контаминација и оштетување значително се зголемува, заедно со дополнителното време на редот.
ПОВЕЌЕ ПОВЕЌЕ ПЛАГОВИ СО ВИСОК КАПАК
Еден предизвик со производството на мали Er:стаклени плочи за пронаоѓање опсег и други прецизни NIR апликации е тоа што повеќе облоги често се таложат на различни аспекти на компонентата.Ова е тешко поради потребното прицврстување и заштита на чисти необложени површини пред обложување.Исто така, предизвик е за производителите да избегнуваат прекумерно прскање или дување на задната страна на плочата, која треба да биде заштитена за време на обложувањето.Краевите имаат антирефлексивни (AR) облоги со високи прагови на оштетување предизвикани од лаза (LIDTs).Рабовите исто така имаат премази со висок LIDT AR за да го пропуштат зракот на пумпата.Моќноста на пумпата е секогаш поголема од онаа на емисијата.Некои четиристрани плочи имаат дури и дополнителни облоги за вградени ретровизори со шуплина со висока рефлексија, дискриминација на брановата должина и отфрлање на светлината на пумпата.
МЕТРОЛОГИЈА: АКО НЕ МОЖЕТЕ ДА ГО МРЕТЕ НЕ МОЖЕТЕ ДА ГО ИСПРАВИТЕ
Прецизноста на производството и контролата на процесот се бескорисни без соодветна метрологија потребна за правилно мерење и потврдување на клучните спецификации.Ласерските интерферометри, како што е ZYGO Verifier, често се користат за мерење на плошноста, но при мерење на мали Er:стаклени плочи, задната површина почнува да се меша со мерењата на предната површина поради бараните спецификации за паралелизам.Операторите можат да го заобиколат ова со нанесување вазелин или друга супстанција на задната површина, но оваа површина потоа треба повторно да се исчисти и веројатноста за оштетување на компонентите се зголемува.Сепак, неодамнешните достигнувања во мерењето на плошноста ги елиминираат ефектите од задната површина и овозможуваат мерењата на плошноста да се прават побрзо и со помала веројатност за оштетување.Чиповите на рабовите на плочите може да ги спречат операторите прецизно да ја мерат плошноста, што ја прави контролата на процесот за време на производството уште поважна.Перпендикуларноста и клинот обично се проверуваат со помош на автоколиматор со двојно поминување.
Растечкиот простор за апликација за Er: стаклените ласери ќе продолжи да ги турка производителите на оптички компоненти да создаваат ласерско стакло и облоги со поголема и поголема прецизност.Ласерските апликации безбедни за очи од 1540 nm и 1570 nm помагаат да се направи употребата побезбедна, да се зголеми самодовербата преку естетски ласерски процедури и да се подобри комуникацијата на долги растојанија.Најдобриот совет на располагање е дека кога се развива NIR ласерски систем;разговарајте за вашите специфични потреби за апликација со вашиот добавувач на компоненти за насоки во навигацијата низ нијансираниот избор на соодветно ласерско стакло и други компоненти.
Оваа статија е напишана од Кори Бун, водечки технички инженер за маркетинг, Едмунд Оптика (Барингтон, Њу Џерси) и Мајк Мидлтон, оперативен менаџер, Едмунд Оптика Флорида (Олдсмар, Флорида).
Повеќе информации за производот, можете да дојдете да ја посетите нашата веб-страница:
https://www.erbiumtechnology.com/
Е-пошта:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Факс: +86-2887897578
Додај: бр.23, патот Чаојанг, улица Ксихе, област Лонгквањи, Ченгду, 610107, Кина.
Време на ажурирање: април-01-2022 година
