Эрбий (Er) легирленген фосфатты шыныкөптеген пайдалы қасиеттерді көрсетеді, бұл соңғы жылдары Er: қолданбаларға арналған шыны лазерлеріне сұраныстың артуына әкелді.лазерлік диапазонды анықтау, қалааралық байланыс, дерматология және лазерлік бұзылу спектроскопиясы (LIBS) сияқты кең ауқымды.Эрбиум талшықты күшейткіштері Гонконг пен Лос-Анджелес арасындағы транспацификалық кабельде жылдам жаһандық байланысты қамтамасыз етеді, Эр: шыны лазерлік диапазон өлшегіштерқорғаныс қолданбалары және барлау, жәнеEr: шыны эстетикалық лазерлерүшін тартымдылыққа ие болудатыртықтарды жоюжәне тіптішаштың түсуін емдеуандрогенетикалық алопециядан туындаған.
Бұл өсіп келе жатқан қолданбалы кеңістіктер талап етілетін өлшемдік төзімділік пен жоғары қуатты лазерлік жабындары бар жоғары дәлдіктегі лазерлік әйнекті қажет етеді.Тығыз төзімділік жүйе интеграторларына компоненттерді көп уақытты қажет етпей-ақ өз жүйелеріне оңай орналастыруға болатындығына сенімділік береді, бірақ бұл сипаттамалар лазерлік шыны өндірушілерге қиындық тудырады.Өсіп келе жатқан NIR лазерлік оптика кеңістігі үшін талап етілетін компоненттерді жасау үшін лазерлік шыны өндірушілерге процесті басқару және метрологияға назар аудару қажет.
НЕГЕ ЭРБИУМДЫ ҚОЛДЫРҒАН ШЫНЫ?
Соңғы бірнеше онжылдықта фосфат негізіндегі лазерлік технологияда жақсартылған шығыс қуаты, қысқа импульс ұзақтығы, жүйе өлшемін азайту және жаңа жұмыс толқын ұзындықтары тұрғысынан айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізілді.Er: әйнек лазерлері әдетте көзге қауіпсіз 1540нм, 1550нм немесе 1570нм толқын ұзындығында сәуле шығарады, бұл қашықтықты анықтауда және адамдарға сәулелердің әсеріне ұшырауы мүмкін басқа жағдайларда өте тиімді.Бұл толқын ұзындығы атмосфера арқылы жоғары өтуден пайда көреді.Сондай-ақ 1540нм меланинді ең аз сіңіреді, бұл Er: шыны лазерлерін қараңғы өңі бар науқастарға эстетикалық лазерлік қолдану үшін оңтайлы етеді.
Сурет 1. Эрбийдің энергетикалық күйлері.Er: шыны лазерлері әдетте 800 нм немесе 980 нм лазермен айдалады және 1540 нм немесе 1570 нм сәуле шығарады.
Фосфатты шыны жоғары өткізгіштікке жетеді және 800нм немесе 980нм сорғы толқын ұзындығына әсер еткенде популяциялық инверсияға және лазаға жету үшін эрбий және иттербий сияқты сирек жер атомдарымен легирленген болуы мүмкін (1-сурет).Er: әйнек 1480 нм фотондармен де айдалуы мүмкін, бірақ бұл қажет емес, себебі бірдей толқын ұзындығы мен энергия диапазонында болатын айдау және ынталандырылған сәуле шығару арқылы тиімділікті төмендетуге болады.[3]Фосфатты көзілдірік сондай-ақ химиялық тұрақтылық пен жоғары лазерлік зақымдану шектерінен (LIDTs) пайда көреді, бұл Er:әйнек және басқа легирленген фосфатты көзілдіріктерді NIR лазерлік күшейткіш медиа үшін тамаша үміткер етеді.
Фосфатты шынылар силикат шыныларына қарағанда сирек жер иондарының ерігіштігі жоғары, оларда қатты матрицалық құрылымы бар.[1]Дегенмен, олар силикатты көзілдіріктерге қарағанда тар өткізу қабілеттілігімен ерекшеленеді және аздап гигроскопиялық, яғни олар ауадан көбірек ылғалды сіңіреді.Сондықтан олар жабындар немесе басқа оптика арқылы ылғалдан жеткілікті түрде қорғалатын өткізу қабілеті мен жүйелеріндегі қолданбалармен шектеледі.
ҚАТА ТӨЗІМДІЛІКТЕР ЖӘНЕ ПРОЦЕССТІ БАСҚАРУ
Бұрын талқыланған қолданбалардың көпшілігі, әсіресе қорғаныс қолданбаларына арналған лазерлік диапазонды анықтау, көбінесе шағын Er: өте тығыз өлшемдік төзімділіктері бар шыны құрамдастарын қажет етеді.Бұл жақсы жылтыратылған лазерлік шыны тақталарды туралауды қажет етпей немесе мүлдем қажет етпей жинақтарға түсіруге болады.Олар SIM картасының өлшеміне дейін төмендей алады және олар өте кішкентай болғандықтан жиі қиғаштары болмайды (2-сурет).Бұл жиектерді қиып алу ықтималдығын арттырады.Осы шағын құрамдас бөліктерде тығыз параллелизмге және бет сапасының сипаттамаларына қол жеткізу өте қиын болуы мүмкін.Мөлдір апертура немесе оптикалық беттің барлық сипаттамаларға сәйкес келетін бөлігі жиі 100% дерлік болады, бұл оптикалық беттердің шеттерінде қателік орын қалдырмайды.
Сурет 2. Ер: лазерлік диапазонды анықтау және басқа NIR лазерлік қолданбалар үшін пайдаланылатын шыны тақталар жиі қарапайым SIM картасының өлшемі немесе одан кішірек болады.
Ендеше, осы қиындықтың бәрін неліктен бастан өткеру керек?Алдыңғы шешімдер көбінесе Nd: YAG жолағына бекітілген бірнеше кристалдық құрамдастардың үлкенірек қосалқы жинақтарын қамтыды.Бұл қосымша құрамдастарға Brewster пластиналары, пассивті Q-қосқышы үшін қаныққан сіңіргіштер немесе жиілікті түрлендіру кристалдары кіруі мүмкін.Жиілікті түрлендіру кристалдары диапазон өлшегіште немесе басқа ашық аспан астындағы қолданбаларда маңызды, себебі неодимнің эмиссиялық толқын ұзындығы эрбийге қарағанда әлдеқайда қауіпті және оны ұзақ қашықтыққа қауіпсіз тасымалдау үшін ұзағырақ толқын ұзындығына ауыстыру қажет.
Қашықтық өлшегіш қолданбаларында жиі соққылар мен діріл талаптары болады, бұл барлық сипаттамаларға сай бола отырып, бірнеше құрамдастарды біріктіруді қиындатады.Осы ескі конструкциялардан Er-дің жалғыз, жылтыратылған бөлігіне көшу: әртүрлі жабындармен бірдей тапсырмаларды орындайтын әйнек жүйе өлшемі мен құнын төмендетеді.YAG кристалдары жиі Брюстер бұрышында қолданылады, бірақ жабындарды қолдану арқылы бірдей әсерге қол жеткізуге болады.Er: шыны плиталары бәрібір қапталуы керек болғандықтан, мүмкіндігінше көп функционалдылықты жинақтау және басқа жерде шығындарды үнемдеу үшін жабынның бұл түрін қосу тиімді.
Фосфатты шынылар аздап гигроскопиялық болғандықтан, Er: әйнек қапталмаған болса, бірнеше күн сыртта қалса, ол нашарлауы мүмкін.Ылғалдың әйнекке өтуіне жол бермеу үшін жабу алдында бетінің сапасын бақылау керек.Соңғы шыны плитаның жылтыратылған беттерінде тұндырылған жабындар оларды осы деградациядан қорғауға көмектеседі.
Кішкентай, жоғары дәлдіктегі Er үшін жалпы сипаттамалар: шыны плиталар шеттері үшін <5 доғалық перпендикулярлық, ұштары үшін перпендикулярлық <10 доғасек және бет сапасы 10-5 сызат қазудан жақсырақ.Бұл талап етілетін спецификациялар таза ортаны, жоғары бақыланатын процестерді және жанасу уақытын азайтуды талап етеді.
Лазерлік әйнек әдетте ұштарында екі жылтыратылған беті бар, ал қалған беттері ұнтақталған, бірақ бұл Er-дің кейбір жақтары: шыны плиталар да жылтыратылған және туралауды жеңілдету үшін жоғары төзімді.Қай жақтарды алдымен жылтырату және бояу керектігі, қай жағын кесуге дейін немесе кейін жылтырату керектігі және бір жақты немесе екі жақты жылтыратуды қашан қолдану керектігін таңдау құны мен кірістілігін анықтайды.Ақпаратсыз процесс пен тәжірибелі өндіруші оңтайландырған процесс арасындағы кірістілік айырмашылығы үш есе көп болуы мүмкін.
Жанасу уақытын қысқарту және өнімділікті жақсарту үшін барлық өндіріс пен жабындарды бір жерде орындаған дұрыс.Жартылай дайын бөлік әртүрлі орындар арасында жөнелтілген сайын, қосымша кезек уақытымен бірге ластану және зақымдану ықтималдығы айтарлықтай артады.
ҚАБЫТТЫ КӨП ҚАБЫЛДАУ
Қашықтықты анықтауға және басқа да дәлдіктегі NIR қолданбаларына арналған шағын Er:әйнек плиталарын өндірудегі қиындықтардың бірі құрамдас бөліктің әртүрлі қырларында бірнеше жабындардың жиі тұндырылуы болып табылады.Бұл жабын алдында таза жабыны жоқ беттерді қажетті бекітуге және қорғауға байланысты қиын.Сондай-ақ, өндірушілер үшін плитаның артқы жағына шамадан тыс шашырауды немесе үрлеуді болдырмау қиынға соғады, бұл жабу кезінде қорғалуы керек.Ұштарында жоғары лазер әсерінен зақымдану шегі (LIDTs) бар шағылысқа қарсы (AR) жабындары бар.Жиектерде сорғы сәулесін өткізу үшін жоғары LIDT AR жабындары бар.Сорғының қуаты әрқашан шығарындылардан жоғары.Кейбір төрт жақты плиталарда тіпті жоғары шағылыстыратын қуыс айналарына, толқын ұзындығы бойынша дискриминацияға және сорғы жарығынан бас тартуға арналған қосымша жабындар бар.
МЕТРОЛОГИЯ: ӨЛШЕЙ АЛМАСАҢЫЗ ӨЗІҢІЗ ОЛМАЙСЫЗ
Негізгі спецификацияларды дұрыс өлшеу және тексеру үшін қажетті метрологиясыз өндіріс дәлдігі мен процесті бақылау пайдасыз.ZYGO Verifier сияқты лазерлік интерферометрлер тегістікті өлшеу үшін жиі пайдаланылады, бірақ кішкентай Er: шыны плиталарды өлшеген кезде артқы бет талап етілетін параллельдік спецификацияға байланысты алдыңғы бетті өлшеуге кедергі жасай бастайды.Операторлар мұны артқы бетке вазелин немесе басқа зат жағу арқылы жеңе алады, бірақ бұл бетті содан кейін қайта тазалау керек және құрамдас бөліктердің зақымдану ықтималдығы артады.Дегенмен, тегістікті өлшеудегі соңғы жетістіктер артқы беттегі әсерлерді жояды және тегістікті өлшеуді жылдамырақ және зақымдану ықтималдығы азырақ жасауға мүмкіндік береді.Плиталардың шеттеріндегі чиптер операторларға тегістікті дәл өлшеуге кедергі келтіруі мүмкін, бұл өндіріс кезінде процесті басқаруды одан да маңызды етеді.Перпендикулярлық және сына әдетте қос өтпелі автоколлиматор көмегімен тексеріледі.
Er: шыны лазерлері үшін өсіп келе жатқан қолданба кеңістігі оптикалық компоненттер өндірушілерін жоғарырақ және жоғары дәлдіктегі лазерлік шынылар мен жабындарды жасауға итермелейді.1540нм және 1570нм көзге қауіпсіз лазер қолданбалары пайдалануды қауіпсіз етуге, эстетикалық лазер процедуралары арқылы сенімділікті арттыруға және қалааралық байланысты жақсартуға көмектеседі.Қол жетімді ең жақсы кеңес - NIR лазерлік жүйесін жасау кезінде;тиісті лазерлік әйнектің және басқа құрамдастардың нюансты таңдауын шарлау бойынша нұсқаулық алу үшін құрамдас жеткізушіңізбен нақты қолданба қажеттіліктеріңізді талқылаңыз.
Бұл мақаланы Edmund Optics (Barrington, New Jersey) компаниясының жетекші техникалық маркетинг инженері Кори Бун және Флоридадағы Edmund Optics (Oldsmar, FL) операциялық менеджері Майк Миддлтон жазған.
Өнім туралы қосымша ақпарат, сіз біздің веб-сайтқа кіре аласыз:
https://www.erbiumtechnology.com/
Электрондық пошта:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Факс: +86-2887897578
Қосу: №23, Чаоян жолы, Сихэ көшесі, Лонгцюаньи ауданы, Чэнду, 610107, Қытай.
Жаңарту уақыты: 01 сәуір 2022 ж
