Ի՞նչ են գերարագ լազերները և ինչպե՞ս են դրանք օգտագործվում։

Գերարագ լազերների սահմանումը

Գերարագ լազերները վերաբերում են այն լազերներին, որոնք արձակում են չափազանց կարճ իմպուլսներ, սովորաբար պիկոսայրկյանային (10⁻¹² վայրկյան) կամ ֆեմտովայրկյանային (10⁻¹⁵ վայրկյան) միջակայքում: Իրենց գերկարճ իմպուլսի տևողության շնորհիվ այս լազերները փոխազդում են նյութերի հետ հիմնականում ոչ ջերմային, ոչ գծային էֆեկտների միջոցով՝ զգալիորեն նվազեցնելով ջերմության դիֆուզիան և ջերմային վնասը: Այս եզակի առանձնահատկությունը գերարագ լազերները դարձնում է իդեալական ճշգրիտ միկրոմեքենաշինության, բժշկական ընթացակարգերի և գիտական ​​հետազոտությունների համար:

Գերարագ լազերների կիրառությունները

Իրենց բարձր գագաթնակետային հզորության և նվազագույն ջերմային ազդեցության շնորհիվ, գերարագ լազերները լայնորեն կիրառվում են տարբեր ոլորտներում, այդ թվում՝

1. Արդյունաբերական միկրոմեքենացում. Գերարագ լազերները հնարավորություն են տալիս ճշգրիտ կտրել, հորատել, նշագրել և մակերեսային մշակում կատարել միկրո և նանո մակարդակներում՝ նվազագույն ջերմային ազդեցության գոտիներով։

2. Բժշկական և կենսաբժշկական պատկերագրություն. Աչքի LASIK վիրահատության համար օգտագործվում են ֆեմտովայրկյանային լազերներ, որոնք ապահովում են եղջերաթաղանթի ճշգրիտ կտրում՝ վիրահատությունից հետո նվազագույն բարդություններով: Բացի այդ, դրանք կիրառվում են բազմաֆոտոնային մանրադիտակում և կենսաբժշկական հյուսվածքների վերլուծության մեջ:

3. Գիտական ​​հետազոտություններ. Այս լազերները կարևոր դեր են խաղում ժամանակի լուծաչափով սպեկտրոսկոպիայի, ոչ գծային օպտիկայի, քվանտային կառավարման և նոր նյութերի հետազոտություններում՝ թույլ տալով գիտնականներին ուսումնասիրել գերարագ դինամիկան ատոմային և մոլեկուլային մակարդակներում։

4. Օպտիկական կապ. Որոշ գերարագ լազերներ, ինչպիսիք են 1.5 մկմ մանրաթելային լազերները, գործում են ցածր կորուստներով օպտիկական մանրաթելային կապի գոտում՝ ծառայելով որպես կայուն լույսի աղբյուրներ բարձր արագությամբ տվյալների փոխանցման համար:

Հզորության և կատարողականի պարամետրեր

Գերարագ լազերները բնութագրվում են երկու հիմնական հզորության պարամետրերով՝

1. Միջին հզորություն. Տատանվում է տասնյակ միլիվատից մինչև մի քանի վատտ կամ ավելի բարձր՝ կախված կիրառման պահանջներից։

2. Առավելագույն հզորություն. Իմպուլսի չափազանց կարճ տևողության պատճառով առավելագույն հզորությունը կարող է հասնել մի քանի կիլովատտից մինչև հարյուրավոր կիլովատտ: Օրինակ, որոշ ֆեմտովայրկյանային լազերներ պահպանում են 1 Վտ միջին հզորություն, մինչդեռ դրանց առավելագույն հզորությունը մի քանի կարգ ավելի բարձր է:

Այլ կարևոր ցուցանիշներից են իմպուլսի կրկնության հաճախականությունը, իմպուլսի էներգիան և իմպուլսի լայնությունը, որոնք բոլորը պետք է օպտիմալացվեն՝ հիմնվելով արդյունաբերական և հետազոտական ​​​​հատուկ կարիքների վրա։

Առաջատար արտադրողներ և արդյունաբերության զարգացում

Գերարագ լազերային արդյունաբերության մեջ գերիշխում են մի քանի համաշխարհային արտադրողներ՝

1. Coherent, Spectra-Physics, Նյուպորտ (MKS) – Հաստատված ընկերություններ՝ զարգացած տեխնոլոգիաներով և արդյունաբերական ու գիտական ​​լայն կիրառություններով։

2. TRUMPF, IPG Photonics – Արդյունաբերական լազերային մշակման լուծումների շուկայի առաջատարներ։

3. Չինական արտադրողներ (Han's Laser, GaussLasers, YSL Photonics) – Լազերային կառուցվածքավորման, ռեժիմների կողպման տեխնոլոգիաների և համակարգային ինտեգրման ոլորտներում նշանակալի առաջընթաց գրանցող զարգացող ընկերություններ։

Սառեցման համակարգեր և ջերմային կառավարում

Չնայած իրենց ցածր միջին հզորությանը, գերարագ լազերները իրենց բարձր գագաթնակետային հզորության շնորհիվ առաջացնում են զգալի ակնթարթային ջերմություն: Արդյունավետ սառեցման համակարգերը կարևոր են կայուն աշխատանք և երկարատև շահագործման ժամկետ ապահովելու համար:

Սառեցման համակարգեր. Գերարագ լազերները սովորաբար հագեցած են արդյունաբերական սառեցուցիչներով, որոնք ունեն ±0.1°C կամ ավելի բարձր ջերմաստիճանի կառավարման ճշգրտություն՝ լազերի կայուն աշխատանքը պահպանելու համար։

TEYU CWUP շարքի սառնարաններ: Հատուկ մշակված գերարագ լազերային սառեցման համար, այս լազերային սառեցուցիչները առաջարկում են PID-կառավարվող ջերմաստիճանի կարգավորում՝ 0.08°C-ից մինչև 0.1°C ճշգրտությամբ: Դրանք նաև աջակցում են RS485 հաղորդակցությանը հեռակառավարման և կառավարման համար, ինչը դրանք դարձնում է իդեալական 3W-60W գերարագ լազերային համակարգերի համար:

Գերարագ լազերների ապագայի միտումները

Գերարագ լազերային արդյունաբերությունը զարգանում է դեպի՝

1. Ավելի կարճ իմպուլսներ, ավելի բարձր գագաթնակետային հզորություն. Ռեժիմների կողպման և իմպուլսների սեղմման ոլորտում շարունակական առաջընթացները հնարավորություն կտան օգտագործել ատոսայրկյանային իմպուլսային լազերներ ծայրահեղ ճշգրտության կիրառությունների համար։

2. Մոդուլային և կոմպակտ համակարգեր. Ապագայի գերարագ լազերները կլինեն ավելի ինտեգրված և օգտագործողին հարմար, ինչը կնվազեցնի բարդությունը և կիրառման ծախսերը։

3. Ավելի ցածր ծախսեր և տեղայնացում. Քանի որ լազերային բյուրեղների, պոմպային աղբյուրների և սառեցման համակարգերի նման հիմնական բաղադրիչները սկսում են արտադրվել տեղական մակարդակով, գերարագ լազերի արժեքը կնվազի, ինչը կնպաստի ավելի լայն կիրառմանը:

4. Միջարդյունաբերական ինտեգրում. Գերարագ լազերները ավելի ու ավելի կմիավորվեն այնպիսի ոլորտների հետ, ինչպիսիք են օպտիկական հաղորդակցությունները, քվանտային տեղեկատվությունը, ճշգրիտ մեքենայացումը և կենսաբժշկական հետազոտությունները՝ խթանելով նոր տեխնոլոգիական նորարարությունները:

Եզրակացություն

Գերարագ լազերային տեխնոլոգիան արագ զարգանում է՝ առաջարկելով անգերազանցելի ճշգրտություն և նվազագույն ջերմային ազդեցություններ արդյունաբերական, բժշկական և գիտական ​​ոլորտներում: Առաջատար արտադրողները շարունակում են կատարելագործել լազերի պարամետրերը և ինտեգրման տեխնիկան, մինչդեռ սառեցման և ջերմային կառավարման համակարգերի առաջընթացը բարելավում է լազերի կայունությունը: Քանի որ ծախսերը նվազում են, և միջարդյունաբերական կիրառությունները ընդլայնվում են, գերարագ լազերները պատրաստվում են հեղափոխություն մտցնել բազմաթիվ բարձր տեխնոլոգիական ոլորտներում: