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 պիկոսայրկյանների (10⁻¹² վայրկյան) կամ ֆեմտովայրկյանների (10⁻¹⁵ վայրկյան) միջակայքում։ Իրենց գերկարճ իմպուլսի տևողության շնորհիվ, այս լազերները նյութերի հետ փոխազդում են հիմնականում ոչ ջերմային, ոչ գծային էֆեկտների միջոցով, զգալիորեն նվազեցնելով ջերմության դիֆուզիան և ջերմային վնասը։ Այս եզակի առանձնահատկությունը գերարագ լազերները դարձնում է իդեալական ճշգրիտ միկրոմեքենավորման, 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 միկրոմեքենաների մշակում: Գերարագ լազերները հնարավորություն են տալիս ճշգրիտ կտրել, հորատել, նշել 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 հաղորդակցություն: Որոշ գերարագ լազերներ, ինչպիսիք են 1.5 մկմ մանրաթելային լազերները, գործում են ցածր կորուստներով օպտիկամանրաթելային կապի տիրույթում՝ 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: Չափազանց կարճ իմպուլսի տևողության պատճառով գագաթնակետային հզորությունը կարող է հասնել մի քանի կիլովատտից մինչև հարյուրավոր կիլովատտ։ Օրինակ, որոշ ֆեմտովայրկյանային լազերներ պահպանում են 1 Վտ միջին հզորություն, մինչդեռ դրանց գագաթնակետային հզորությունը մի քանի կարգերով 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

Մի քանի համաշխարհային արտադրողներ գերիշխում են գերարագ լազերային արդյունաբերության մեջ:

1. Կոհերենտ, սպեկտրաֆիզիկա, Նյուպորտ (MKS) – Հաստատված ընկերություններ՝ զարգացած տեխնոլոգիաներով և արդյունաբերական ու գիտական կիրառությունների լայն շրջանակով։

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

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

Սառեցման համակարգեր և ջերմային կառավարում

Չնայած իրենց ցածր միջին հզորությանը, գերարագ լազերները զգալի ակնթարթային ջերմություն են առաջացնում իրենց բարձր գագաթնակետային հզորության շնորհիվ։ Արդյունավետ սառեցման համակարգերը կարևոր են կայուն աշխատանքի և երկարատև շահագործման ժամկետի ապահովման 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 կառավարմամբ ջերմաստիճանի կարգավորում՝ 0.08°C-ից մինչև 0.1°C ճշգրտությամբ։ Դրանք նաև աջակցում են RS485 կապը հեռակառավարման մոնիթորինգի և կառավարման համար, ինչը դրանք իդեալական է դարձնում 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 արգելափակման և իմպուլսային սեղմման ոլորտում շարունակական առաջընթացները հնարավորություն կտան օգտագործել ատոտանկյան 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 ինտեգրացիա: 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, գերարագ լազերները պատրաստվում են հեղափոխություն մտցնել բազմաթիվ բարձր տեխնոլոգիական ոլորտներում։