Erbio (Er) dopita fosfata vitroelmontras multajn utilajn ecojn, kio kondukis al pliigita postulo en la lastaj jaroj por Er: vitro-laseroj por aplikoj kielvasta kiel lasera distancmezuro, longdistancaj komunikadoj, dermatologio, kaj laser-induktita kolapsspektroskopio (LIBS).Erbiaj fibro-amplifiloj ebligas rapidan tutmondan komunikadon en la transpacifika kablo inter Honkongo kaj Los-Anĝeleso, Er: vitraj laseraj distancmezuriloj estas ĉiam pli uzataj endefendaj aplikoj kaj sciigo, kajEr: vitraj estetikaj laserojakiras tiradon porforigante cikatrojnkaj eĉtraktante harperdonkaŭzita de androgenetika alopecio.
Ĉi tiuj kreskantaj aplikaj spacoj postulas alt-precizecan laseran vitron kun postulemaj dimensiaj toleremoj kaj altfortaj laseraj tegaĵoj.Mallozaj toleremoj donas al sistemintegrantoj fidon ke la komponentoj povas esti facile metitaj en siajn sistemojn sen tempopostula paraleligo, sed ĉi tiuj specifoj prezentas defion al laseraj vitroproduktantoj.Procezkontrolo kaj fokuso sur metrologio estas postulataj por laseraj vitroproduktantoj por krei la postulemajn komponentojn necesajn por la kreskanta NIR-laseroptika spaco.
KIAL ERBIUM-DOPITA VITRO?
En la lastaj pluraj jardekoj, signifaj progresoj estis faritaj en fosfat-bazita lasera teknologio laŭ plibonigita eligo-potenco, pli mallonga pulsdaŭro, reduktita sistemgrandeco, kaj novaj operaciaj ondolongoj.Er:vitraj laseroj ofte elsendas ĉe la okul-sekuraj ondolongoj de 1540nm, 1550nm aŭ 1570nm, kio estas tre utila en distanco kaj aliaj situacioj kie homoj povas esti eksponitaj al la traboj.Tiuj ondolongoj profitas el alta dissendo tra atmosfero.1540nm ankaŭ spertas minimuman sorbadon de melanino, igante Er: vitro-laseroj optimumaj por estetikaj laseraj aplikoj sur pacientoj kun pli malhelaj vizaĝkoloroj.
Figuro 1. Energiaj statoj de erbio.Er:vitraj laseroj estas tipe pumpitaj per 800nm aŭ 980nm lasero kaj elsendas ĉe 1540nm aŭ 1570nm.
Fosfata vitro atingas altajn dissendojn kaj povas esti dopata kun rara-teraj atomoj kiel ekzemple erbio kaj iterbio tiel ke ĝi povas atingi populacionversion kaj lason kiam eksponite al pumpillongo de 800nm aŭ 980nm (Figuro 1).Er: vitro ankaŭ povus esti pumpita per fotonoj je 1480nm, sed ĉi tio estas nedezirinda ĉar efikeco povus esti malaltigita per pumpado kaj stimulita emisio okazanta en la sama ondolongo kaj energia bendo.[3]Fosfataj okulvitroj ankaŭ profitas el kemia stabileco kaj altaj laser-induktitaj difektaj sojloj (LIDToj), igante Er:glass kaj aliaj dopitaj fosfatokulvitroj idealaj kandidatoj por NIR-lasergajno-amaskomunikilaro.
Fosfataj vitroj havas pli altan solveblecon de raraj terjonoj ol silikataj vitroj, kiuj prezentas pli rigidan matrican strukturon.[1]Tamen, ili havas pli mallarĝan bendolarĝon ol silikataj glasoj kaj estas iomete higroskopaj, kio signifas, ke ili sorbas pli da humideco de aero.Tial, ili estas limigitaj al aplikoj en sia bendolarĝo kaj sistemoj kie ili estos sufiĉe protektitaj kontraŭ humido per tegaĵoj aŭ alia optiko.
MALGAJ TOLERANCOJ KAJ PROCEZA KONTROLO
Multaj el la aplikoj diskutitaj pli frue, precipe lasera distancmezurado por defendaplikoj, ofte postulas malgrandajn Er: vitrokomponentojn kun ekstreme mallozaj dimensiaj toleremoj.Ĉi tiuj fajnpoluritaj slaboj de lasera vitro tiam povas esti faligitaj en kunigojn kun malmulta al neniu paraleligo bezonata.Ili povas atingi la grandecon de SIM-karto kaj ofte ne havas bevelojn ĉar ili estas tiel malgrandaj (Figuro 2).Ĉi tio pliverŝajnigas randan peceton.Atingi mallozan paralelecon kaj surfackvalitajn specifojn sur ĉi tiuj malgrandaj komponentoj povas esti nekredeble defia.La klara aperturo, aŭ parto de la optika surfaco kiu devas renkonti ĉiujn specifojn, estas ofte preskaŭ 100%, lasante malmulton al neniu loko por eraro ĉirkaŭ la randoj de optikaj surfacoj.
Figuro 2. Er:vitraj slaboj uzataj por lasera distancmezuro kaj aliaj NIR-laseraj aplikoj ofte estas la grandeco de ofta SIM-karto aŭ pli malgrandaj.
Do kial travivi ĉiujn ĉi problemojn?Antaŭaj solvoj ofte implikis pli grandajn subasembleojn de multoblaj kristalkomponentoj alkroĉitaj al Nd: YAG-drinkejo.Tiuj kromaj komponentoj povus inkludi Brewster-platojn, satureblajn absorbilojn por pasiva Q-ŝanĝado, aŭ frekvenckonvertajn kristalojn.Frekvenckonvertaj kristaloj estas gravaj en distancmezurilo aŭ aliaj subĉielaj aplikoj ĉar la emisioondolongo de neodimo estas multe pli danĝera ol erbio kaj devas esti ŝanĝita al pli longa ondolongo antaŭ ol ĝi povas esti sekure elsendita super longdistancoj.
Aplikoj de telemezurilo ofte havas postulon pri ŝoko kaj vibrado, kio malfaciligas kunligi plurajn komponentojn dum plenumado de ĉiuj specifoj.Transiri de ĉi tiuj malnovaj dezajnoj al ununura, polurita peco de Er: vitro plenumanta la samajn taskojn kun diversaj tegaĵoj reduktis sistemgrandecon kaj koston.YAG-kristaloj ofte estas uzitaj laŭ la angulo de Brewster, sed la sama efiko povas esti plenumita uzante tegaĵojn.Ĉar Er:vitraj slaboj devas esti kovritaj ĉiukaze, estas utile aldoni ĉi tiun specon de tegaĵo por paki en tiom da funkcieco kiel eble kaj ŝpari koston aliloke.
Ĉar fosfataj glasoj estas iomete higroskopaj, se nekovrita Er: vitro restas ekstere dum kelkaj tagoj ĝi povas degradi.Surfaca kvalito devas esti kontrolita antaŭ tegaĵo por malhelpi humidecon moviĝi en la vitron.Tegaĵoj deponitaj sur la poluritaj surfacoj de la fina vitroslabo helpas protekti ilin kontraŭ tiu degenero.
Komunaj specifoj por malgranda, altpreciza Er: vitroplatoj estas <5 arkmin perpendikulareco por la randoj, <10 arksekoj de perpendikulareco por la finoj, kaj surfackvalito pli bona ol 10-5 gratvundeto.Ĉi tiuj postulemaj specifoj postulas puran medion, tre kontrolitajn procezojn kaj minimumigitan tuŝtempon.
Lasera vitro normale nur havas du poluritajn surfacojn sur la finoj dum la resto de la surfacoj estas muelitaj, sed kelkaj el la flankoj de ĉi tiuj Er: vitroslaboj ankaŭ estas poluritaj kaj tre toleritaj por simpligi vicigon.La elekto de kiuj flankoj poluri kaj kovri unue, kiuj flankoj poluri antaŭ aŭ post tranĉado, kaj kiam uzi unuflanka aŭ duflanka polurado ĉiuj determinas koston kaj rendimenton.La diferenco en rendimento inter neinformita procezo kaj procezo optimumigita de sperta fabrikanto povas facile esti tiel granda kiel faktoro de tri.
Por redukti la tuŝtempon kaj plibonigi rendimentojn, estas optimume fari ĉiun fabrikadon kaj tegaĵon ĉe ununura loko.Ĉiufoje kiam la parte finita parto estas ekspedita inter malsamaj lokoj, la verŝajneco de poluado kaj damaĝo multe pliiĝas, kune kun plia atendovictempo.
MULTOBLOJ ALTA-LIDT TOVETOJ
Unu defio kun fabrikado de malgrandaj Er:vitraj slaboj por distancmezurado kaj aliaj precizecaj NIR-aplikoj estas ke multoblaj tegaĵoj ofte estas deponitaj sur malsamaj aspektoj de la komponento.Ĉi tio estas malfacila pro la postulata fiksado kaj protekto de netuŝitaj surfacoj antaŭ tegaĵo.Ankaŭ estas defio por fabrikistoj eviti troŝprucigon aŭ blovon sur la malantaŭa flanko de la slabo, kiu devas esti protektita dum tegaĵo.La finoj havas kontraŭreflektajn (AR) tegaĵojn kun altaj lase-induktitaj difektaj sojloj (LIDToj).La randoj ankaŭ havas altajn LIDT AR-tegaĵojn por enlasi la pumpan trabon.La pumpilpotenco ĉiam estas pli alta ol tiu de la emisio.Kelkaj kvarflankaj slaboj eĉ havas kromajn tegaĵojn por enkonstruitaj alt-reflektivecaj kavaj speguloj, ondolongodiskriminacio, kaj pumpi malakcepton.
METROLOGIO: SE VI NE POVAS MEZURI ĜIN VI NE POVAS FARI ĜIN
Fabrika precizeco kaj proceza kontrolo estas senutilaj sen la taŭga metrologio necesa por ĝuste mezuri kaj kontroli ŝlosilajn specifojn.Laserinterferometroj, kiel ekzemple ZYGO Verifier, ofte kutimas mezuri platecon, sed dum mezurado de malgrandaj Er:vitroslaboj la malantaŭa surfaco komencas influi mezuradojn de la antaŭa surfaco pro la postulema paralelecspecifo.Funkciistoj povas ĉirkaŭiri ĉi tion aplikante vazelinon aŭ alian substancon al la malantaŭa surfaco, sed ĉi tiu surfaco tiam devas esti repurigita kaj la verŝajneco de komponentodamaĝo estas pliigita.Tamen, lastatempaj progresoj en ebenecmezurado eliminas efikojn de la malantaŭa surfaco kaj permesas al platecmezuradoj esti faritaj pli rapide kaj kun malpli verŝajneco de difekto.Blatoj sur la randoj de la slaboj povas malhelpi funkciigistojn precize mezuri platecon, kio faras procezkontrolon dum fabrikado eĉ pli grava.Perpendikulareco kaj kojno estas tipe kontrolitaj uzante duoblan enirpermesilon aŭtokolimator.
La kreskanta aplika spaco por Er: vitraj laseroj daŭre puŝos fabrikistojn de optikaj komponantoj por krei pli kaj pli alte precizecan laseran vitron kaj tegaĵojn.1540nm kaj 1570nm okul-sekuraj laseraj aplikoj helpas fari uzon pli sekura, akceli konfidon per estetikaj laseraj proceduroj kaj plibonigi longdistancan komunikadon.La plej bona konsilo disponebla estas, ke kiam disvolvas NIR-laseran sistemon;diskutu viajn specifajn aplikajn bezonojn kun via provizanto de komponantoj por gvidi la nuancan elekton de taŭga lasera vitro kaj aliaj komponantoj.
Ĉi tiu artikolo estis verkita de Cory Boone, Ĉefa Teknika Merkatado-Inĝeniero, Edmund Optics (Barrington, NJ) kaj Mike Middleton, Operacia Direktisto, Edmund Optics Florida (Oldsmar, FL).
Pli da produktaj informoj, vi povas viziti nian retejon:
https://www.erbiumtechnology.com/
Retpoŝto:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Faksi: +86-2887897578
Aldoni: No.23, Chaoyang-vojo, Xihe strato, Longquanyi distrcit, Chengdu,610107, Ĉinio.
Ĝisdatiga Tempo: Apr-01-2022
