ერბიუმით (Er) დოპირებული ფოსფატის მინაავლენს ბევრ სასარგებლო თვისებას, რამაც გამოიწვია გაზრდილი მოთხოვნა Er-ზე ბოლო წლებში: მინის ლაზერები აპლიკაციებისთვის, როგორცფართო დიაპაზონი, როგორიცაა ლაზერული დიაპაზონის მოძიება, შორ მანძილზე კომუნიკაციები, დერმატოლოგია და ლაზერით გამოწვეული დაშლის სპექტროსკოპია (LIBS).ერბიუმის ბოჭკოვანი გამაძლიერებლები იძლევიან სწრაფ გლობალურ კომუნიკაციას ტრანსწყნარი ოკეანის კაბელში ჰონგ კონგსა და ლოს-ანჯელესს შორის.თავდაცვის აპლიკაციები და დაზვერვა, დაEr: მინის ესთეტიკური ლაზერებიმიზიდულობას იძენენნაწიბურების მოცილებადა კიდევთმის ცვენის მკურნალობაგამოწვეული ანდროგენული ალოპეციით.
ეს მზარდი აპლიკაციების სივრცეები საჭიროებს მაღალი სიზუსტის ლაზერულ მინას მომთხოვნი განზომილებიანი ტოლერანტებით და მაღალი სიმძლავრის ლაზერული საფარით.მჭიდრო ტოლერანტობა სისტემის ინტეგრატორებს აძლევს ნდობას, რომ კომპონენტები შეიძლება ადვილად განთავსდეს მათ სისტემებში შრომატევადი გასწორების გარეშე, მაგრამ ეს სპეციფიკაციები წარმოადგენს გამოწვევას ლაზერული მინის მწარმოებლებისთვის.პროცესის კონტროლი და ფოკუსირება მეტროლოგიაზე საჭიროა ლაზერული მინის მწარმოებლებისთვის, რათა შექმნან მომთხოვნი კომპონენტები, რომლებიც საჭიროა მზარდი NIR ლაზერული ოპტიკის სივრცისთვის.
რატომ ერბიუმ-დოპირებული მინა?
ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში, ფოსფატზე დაფუძნებული ლაზერის ტექნოლოგიაში მნიშვნელოვანი წინსვლა განხორციელდა გაუმჯობესებული გამომავალი სიმძლავრის, მოკლე პულსის ხანგრძლივობის, სისტემის შემცირებული ზომისა და ახალი ოპერაციული ტალღის სიგრძის თვალსაზრისით.Er: მინის ლაზერები ჩვეულებრივ ასხივებენ თვალისთვის უსაფრთხო ტალღის სიგრძეზე 1540 ნმ, 1550 ნმ ან 1570 ნმ, რაც ძალზე სასარგებლოა დიაპაზონის დადგენაში და სხვა სიტუაციებში, როდესაც ადამიანები შეიძლება ექვემდებარებიან სხივებს.ეს ტალღის სიგრძე სარგებლობს ატმოსფეროში მაღალი გადაცემით.1540nm ასევე განიცდის მინიმალურ შთანთქმას მელანინის მიერ, რაც აქცევს Er: მინის ლაზერებს ოპტიმალური ესთეტიკური ლაზერული გამოყენებისთვის მუქი ფერის მქონე პაციენტებში.
სურათი 1. ერბიუმის ენერგეტიკული მდგომარეობა.Er: მინის ლაზერები, როგორც წესი, ამოტუმბულია 800 ნმ ან 980 ნმ ლაზერით და ასხივებენ 1540 ნმ ან 1570 ნმ.
ფოსფატის მინა აღწევს მაღალ გადაცემას და შეიძლება დოპინგი იყოს იშვიათი დედამიწის ატომებით, როგორიცაა ერბიუმი და იტერბიუმი, რათა მიაღწიოს პოპულაციის ინვერსიას და ლაზს, როდესაც ექვემდებარება ტუმბოს ტალღის სიგრძეს 800 ნმ ან 980 ნმ (სურათი 1).ე: შუშის გადატუმბვა ასევე შესაძლებელია ფოტონებით 1480 ნმ-ზე, მაგრამ ეს არასასურველია, რადგან ეფექტურობა შეიძლება შემცირდეს ტუმბოს და სტიმულირებული გამოსხივებით, რომელიც ხდება იმავე ტალღის სიგრძესა და ენერგეტიკულ ზოლში.[3]ფოსფატის სათვალეები ასევე სარგებლობენ ქიმიური სტაბილურობით და მაღალი ლაზერით გამოწვეული დაზიანების ზღურბლებით (LIDTs), რაც აქცევს Er:მინას და სხვა დოპირებული ფოსფატის სათვალეებს იდეალურ კანდიდატებად NIR ლაზერული გამაძლიერებლობისთვის.
ფოსფატის შუშებს აქვთ იშვიათი დედამიწის იონების უფრო მაღალი ხსნადობა, ვიდრე სილიკატური მინები, რომლებსაც აქვთ უფრო ხისტი მატრიქსის სტრუქტურა.[1]თუმცა, მათ აქვთ უფრო ვიწრო გამტარობა, ვიდრე სილიკატური სათვალეები და ოდნავ ჰიგიროსკოპიულია, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი უფრო მეტ ტენიანობას შთანთქავენ ჰაერიდან.ამიტომ, ისინი შემოიფარგლება მხოლოდ მათი გამტარუნარიანობისა და სისტემების აპლიკაციებით, სადაც ისინი საკმარისად დაცულნი იქნებიან ტენიანობისგან საფარებით ან სხვა ოპტიკით.
მკაცრი ტოლერანტობა და პროცესის კონტროლი
ადრე განხილული მრავალი აპლიკაცია, განსაკუთრებით ლაზერული დიაპაზონის დადგენა თავდაცვისთვის, ხშირად მოითხოვს მცირე Er: მინის კომპონენტებს უკიდურესად მჭიდრო განზომილებიანი ტოლერანტებით.ლაზერული შუშის ეს წვრილად გაპრიალებული ფილები შეიძლება შემდეგ ჩამოაგდეს კრებულებში ისე, რომ არ არის საჭირო გასწორება.მათ შეუძლიათ SIM ბარათის ზომამდე მიაღწიონ და ხშირად არ აქვთ ფრჩხილები, რადგან ისინი ძალიან მცირეა (სურათი 2).ეს კიდეების დაჭრის ალბათობას ხდის.ამ მცირე კომპონენტებზე მჭიდრო პარალელურობისა და ზედაპირის ხარისხის სპეციფიკაციების მიღწევა შეიძლება წარმოუდგენლად რთული იყოს.გამჭვირვალე დიაფრაგმა, ან ოპტიკური ზედაპირის ის ნაწილი, რომელიც უნდა აკმაყოფილებდეს ყველა სპეციფიკაციას, ხშირად თითქმის 100%-ია, ოპტიკური ზედაპირების კიდეებზე შეცდომის ადგილის გარეშე რჩება.
სურათი 2. შუშის ფილები, რომლებიც გამოიყენება ლაზერული დიაპაზონის საძიებლად და სხვა NIR ლაზერული აპლიკაციებისთვის, ხშირად არის ჩვეულებრივი SIM ბარათის ზომა ან უფრო მცირე.
მაშ, რატომ უნდა გაიაროთ მთელი ეს უბედურება?წინა გადაწყვეტილებები ხშირად მოიცავდა მრავალი კრისტალური კომპონენტის უფრო დიდ ნაწილებს, რომლებიც მიმაგრებულია Nd: YAG ზოლზე.ეს დამატებითი კომპონენტები შეიძლება შეიცავდეს Brewster ფირფიტებს, გაჯერებულ შთანთქმას პასიური Q- გადართვისთვის ან სიხშირის გარდაქმნის კრისტალებს.სიხშირის გარდაქმნის კრისტალები მნიშვნელოვანია დიაპაზონში ან სხვა ღია ცის ქვეშ აპლიკაციებში, რადგან ნეოდიმის ემისიის ტალღის სიგრძე ბევრად უფრო საშიშია ვიდრე ერბიუმი და უნდა გადაიტანოს უფრო დიდ ტალღის სიგრძეზე, სანამ უსაფრთხოდ გადაიცემა დიდ დისტანციებზე.
Rangefinder აპლიკაციებს ხშირად აქვთ დარტყმა და ვიბრაცია, რაც ართულებს მრავალი კომპონენტის ერთმანეთთან დაკავშირებას, ხოლო ყველა სპეციფიკაციის დაკმაყოფილებას.ამ ძველი დიზაინიდან გადასვლა Er-ის ერთ, გაპრიალებულ ნაჭერზე: მინა, რომელიც ასრულებს იგივე ამოცანებს სხვადასხვა საფარით, ამცირებს სისტემის ზომას და ღირებულებას.YAG კრისტალები ხშირად გამოიყენება ბრუსტერის კუთხით, მაგრამ იგივე ეფექტი შეიძლება მიღწეული იქნას საფარების გამოყენებით.ვინაიდან Er:მინის ფილები მაინც უნდა იყოს დაფარული, სასარგებლოა ამ ტიპის საფარის დამატება, რაც შეიძლება მეტი ფუნქციონალურობის შესაფუთად და სხვაგან ხარჯების დაზოგვის მიზნით.
იმის გამო, რომ ფოსფატის სათვალეები ოდნავ ჰიგიროსკოპიულია, თუ არ არის დაფარული Er: მინა რჩება გარეთ რამდენიმე დღის განმავლობაში, ის შეიძლება დეგრადირებული იყოს.ზედაპირის ხარისხი უნდა იყოს კონტროლირებადი საფარის დაწყებამდე, რათა თავიდან იქნას აცილებული ტენიანობის გადატანა მინაში.საბოლოო მინის ფილის გაპრიალებულ ზედაპირებზე დეპონირებული საფარები ხელს უწყობს მათ დაცვას ამ დეგრადაციისგან.
საერთო სპეციფიკაციები მცირე, მაღალი სიზუსტის ერისთვის: მინის ფილები არის კიდეებისთვის <5 წთ წთ პერპენდიკულარულობა, ბოლოებისთვის პერპენდიკულარობის <10 წმ და ზედაპირის ხარისხი უკეთესია, ვიდრე 10-5 ნაკაწრის გათხრა.ეს მოთხოვნადი სპეციფიკაციები მოითხოვს სუფთა გარემოს, მაღალ კონტროლირებად პროცესებს და შეხების დროის შემცირებას.
ლაზერულ მინას ჩვეულებრივ აქვს მხოლოდ ორი გაპრიალებული ზედაპირი ბოლოებზე, ხოლო დანარჩენი ზედაპირები დაფქვილია, მაგრამ ამ Er: მინის ფილების ზოგიერთი მხარე ასევე გაპრიალებულია და მაღალი ტოლერანტობითაა განლაგების გასამარტივებლად.არჩევანი იმისა, თუ რომელი მხარე უნდა გაპრიალდეს და გადაფაროს პირველად, რომელი მხარე უნდა გაპრიალდეს კუბებად დაჭრამდე ან შემდეგ, და როდის გამოვიყენოთ ცალმხრივი ან ორმხრივი გაპრიალება, ეს ყველაფერი განსაზღვრავს ღირებულებას და მოსავალს.არაინფორმირებულ პროცესსა და გამოცდილი მწარმოებლის მიერ ოპტიმიზებულ პროცესს შორის მოსავლიანობის სხვაობა ადვილად შეიძლება იყოს სამი ფაქტორი.
შეხების დროის შესამცირებლად და მოსავლიანობის გასაუმჯობესებლად, ოპტიმალურია, რომ ყველა წარმოება და საფარი შესრულდეს ერთ ადგილას.ყოველ ჯერზე, როდესაც ნაწილობრივ დასრულებული ნაწილი იგზავნება სხვადასხვა ადგილებს შორის, მნიშვნელოვნად იზრდება დაბინძურების და დაზიანების ალბათობა, რიგის დამატებით დროსთან ერთად.
მრავალჯერადი მაღალსახურავი საფარი
მცირე Er: მინის ფილების წარმოების ერთ-ერთი გამოწვევა დიაპაზონის ძიებისთვის და სხვა ზუსტი NIR აპლიკაციებისთვის არის ის, რომ მრავალი საფარი ხშირად დეპონირდება კომპონენტის სხვადასხვა ასპექტზე.ეს რთულია დაფარვის წინ ხელუხლებელი ზედაპირების საჭირო დამაგრებისა და დაცვის გამო.მწარმოებლებისთვის ასევე გამოწვევაა, თავიდან აიცილონ ზედმეტი შესხურება ან აფეთქება ფილის უკანა მხარეს, რომელიც დაცული უნდა იყოს საფარის დროს.ბოლოები აღჭურვილია ანტირეფლექტორული (AR) საფარებით მაღალი ლაზებით გამოწვეული დაზიანების ზღურბლებით (LIDTs).კიდეებს ასევე აქვს მაღალი LIDT AR საიზოლაციო ტუმბოს სხივი.ტუმბოს სიმძლავრე ყოველთვის უფრო მაღალია, ვიდრე ემისია.ზოგიერთ ოთხმხრივ ფილას აქვს დამატებითი საფარი ჩაშენებული მაღალი ამრეკლი სარკეებისთვის, ტალღის სიგრძის დისკრიმინაციისთვის და ტუმბოს სინათლის უარყოფისთვის.
მეტროლოგია: თუ არ შეგიძლია მისი გაზომვა, ვერ გააკეთებ
წარმოების სიზუსტე და პროცესის კონტროლი უსარგებლოა სათანადო მეტროლოგიის გარეშე, რომელიც საჭიროა საკვანძო სპეციფიკაციების სწორად გაზომვისა და გადამოწმებისთვის.ლაზერული ინტერფერომეტრები, როგორიცაა ZYGO Verifier, ხშირად გამოიყენება სიბრტყის გასაზომად, მაგრამ მცირე Er: მინის ფილების გაზომვისას, უკანა ზედაპირი იწყებს ჩარევას წინა ზედაპირის გაზომვაში, პარალელურობის რთული სპეციფიკაციის გამო.ოპერატორებს შეუძლიათ ამის თავიდან აცილება ვაზელინის ან სხვა ნივთიერების უკანა ზედაპირზე წასმით, მაგრამ შემდეგ ეს ზედაპირი უნდა გაიწმინდოს და გაიზრდება კომპონენტის დაზიანების ალბათობა.თუმცა, ბოლოდროინდელი მიღწევები სიბრტყის გაზომვაში გამორიცხავს ეფექტებს უკანა ზედაპირიდან და საშუალებას აძლევს სიბრტყის გაზომვას უფრო სწრაფად და დაზიანების ნაკლები ალბათობით.ფილების კიდეებზე ჩიპები ხელს უშლის ოპერატორებს სიბრტყის ზუსტად გაზომვაში, რაც კიდევ უფრო მნიშვნელოვანს ხდის პროცესის კონტროლს წარმოების დროს.პერპენდიკულარულობა და სოლი, როგორც წესი, მოწმდება ორმაგი უღელტეხილის ავტოკოლიმატორის გამოყენებით.
მზარდი აპლიკაციის სივრცე Er: მინის ლაზერები გააგრძელებს ოპტიკური კომპონენტების მწარმოებლებს უფრო მაღალი სიზუსტის ლაზერული მინის და საფარების შესაქმნელად.1540 ნმ და 1570 ნმ თვალისთვის უსაფრთხო ლაზერული აპლიკაციები ხელს უწყობს უფრო უსაფრთხო გამოყენებას, აძლიერებს ნდობას ესთეტიკური ლაზერული პროცედურების საშუალებით და აუმჯობესებს შორ მანძილზე კომუნიკაციას.საუკეთესო რჩევაა, რომ NIR ლაზერული სისტემის შემუშავებისას;განიხილეთ თქვენი კონკრეტული აპლიკაციის საჭიროებები თქვენი კომპონენტის მიმწოდებელთან, რათა გაიგოთ სწორი ლაზერული მინის და სხვა კომპონენტების ნიუანსური არჩევანის ნავიგაციისთვის.
ეს სტატია დაიწერა კორი ბუნმა, წამყვანი ტექნიკური მარკეტინგის ინჟინერი, ედმუნდ ოპტიკა (ბარინგტონი, ნიუ-ჯერსი) და მაიკ მიდლტონი, ოპერაციების მენეჯერი, Edmund Optics Florida (ოლდსმარი, FL).
დამატებითი ინფორმაცია პროდუქტის შესახებ, შეგიძლიათ ეწვიოთ ჩვენს ვებსაიტს:
https://www.erbiumtechnology.com/
ელ.ფოსტა:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
ფაქსი: +86-2887897578
დამატება: No.23, Chaoyang გზა, Xihe Street, Longquanyi District, Chengdu, 610107, ჩინეთი.
განახლების დრო: აპრ-01-2022
