Kaca fosfat yang didoping Erbium (Er) menunjukkan banyak sifat menguntungkan, yang telah menyebabkan peningkatan permintaan dalam beberapa tahun terakhir untuk Er:laser kaca untuk aplikasi yang luas seperti laser rangefinding, komunikasi jarak jauh, dermatologi, dan spektroskopi kerusakan yang diinduksi laser (LIB). Penguat serat Erbium memungkinkan komunikasi global yang cepat dalam kabel transpasifik antara Hong Kong dan Los Angeles, pengukur jarak laser Er:kaca semakin banyak digunakan dalam aplikasi pertahanan dan pengintaian, dan Er:laser estetika kaca mendapatkan daya tarik untuk menghilangkan jaringan parut dan bahkan mengobati kerontokan rambut yang disebabkan oleh androgenetic alopecia.
Ruang aplikasi yang berkembang ini membutuhkan kaca laser presisi tinggi dengan toleransi dimensi yang menuntut dan pelapis laser berdaya tinggi. Toleransi yang ketat memberikan keyakinan integrator sistem bahwa komponen dapat dengan mudah ditempatkan ke dalam sistem mereka tanpa penyelarasan yang memakan waktu, tetapi spesifikasi ini menghadirkan tantangan bagi produsen kaca laser. Kontrol proses dan fokus pada metrologi diperlukan bagi produsen kaca laser untuk menciptakan komponen yang dibutuhkan untuk ruang optik laser NIR yang terus berkembang.
Dalam beberapa dekade terakhir, kemajuan signifikan telah dibuat dalam teknologi laser berbasis fosfat dalam hal peningkatan daya keluaran, durasi pulsa yang lebih pendek, ukuran sistem yang berkurang, dan panjang gelombang operasi yang baru.[1] Er:laser kaca biasanya memancarkan pada panjang gelombang yang aman bagi mata yaitu 1540nm, 1550nm, atau 1570nm, yang sangat bermanfaat dalam pencarian jarak dan situasi lain di mana orang mungkin terpapar sinar. Panjang gelombang ini mendapat manfaat dari transmisi tinggi melalui atmosfer. 1540nm juga mengalami penyerapan minimal oleh melanin, membuat Er:laser kaca optimal untuk aplikasi laser estetika pada pasien dengan kulit lebih gelap.[2
Kaca fosfat mencapai transmisi tinggi dan dapat didoping dengan atom tanah jarang seperti erbium dan iterbium sehingga dapat mencapai inversi populasi dan lase bila terkena panjang gelombang pompa 800nm atau 980nm (Gambar 1). Er:kaca juga dapat dipompa oleh foton pada 1480nm, tetapi ini tidak diinginkan karena efisiensi dapat diturunkan dengan memompa dan emisi terstimulasi yang terjadi pada panjang gelombang dan pita energi yang sama.[3] Gelas fosfat juga mendapat manfaat dari stabilitas kimia dan ambang kerusakan akibat laser yang tinggi (LIDT), menjadikan Er:kaca dan gelas fosfat yang didoping lainnya kandidat ideal untuk media penguatan laser NIR.[1]
Gelas fosfat memiliki kelarutan ion tanah jarang yang lebih tinggi daripada gelas silikat, yang memiliki struktur matriks yang lebih kaku.[1] Namun, mereka memiliki bandwidth yang lebih sempit daripada gelas silikat dan sedikit higroskopis, yang berarti mereka menyerap lebih banyak uap air dari udara. Oleh karena itu, mereka terbatas pada aplikasi dalam bandwidth dan sistemnya di mana mereka akan cukup terlindungi dari kelembaban oleh pelapis atau optik lainnya.
Banyak dari aplikasi yang dibahas sebelumnya, terutama laser rangefinding untuk aplikasi pertahanan, sering membutuhkan komponen Er:kaca kecil dengan toleransi dimensi yang sangat ketat. Lembaran kaca laser yang dipoles halus ini kemudian dapat dijatuhkan ke rakitan dengan sedikit atau tanpa penyelarasan yang diperlukan. Mereka bisa turun ke ukuran kartu SIM dan sering tidak memiliki fitur bevel karena sangat kecil (Gambar 2). Hal ini membuat tepi chipping lebih mungkin. Mencapai paralelisme yang ketat dan spesifikasi kualitas permukaan pada komponen kecil ini bisa sangat menantang. Bukaan bening, atau bagian dari permukaan optik yang harus memenuhi semua spesifikasi, seringkali hampir 100%, sehingga hanya sedikit atau tidak ada ruang untuk kesalahan di sekitar tepi permukaan optik.
Jadi mengapa harus melalui semua masalah ini? Solusi sebelumnya sering melibatkan subassemblies yang lebih besar dari beberapa komponen kristal yang dipasang pada batang Nd:YAG. Komponen tambahan ini dapat mencakup pelat Brewster, peredam saturable untuk Q-switching pasif, atau kristal konversi frekuensi. Kristal konversi frekuensi penting dalam pengintai atau aplikasi terbuka lainnya karena panjang gelombang emisi neodymium jauh lebih berbahaya daripada erbium dan harus digeser ke panjang gelombang yang lebih panjang sebelum dapat ditransmisikan dengan aman melalui jarak jauh.
Aplikasi rangefinder sering kali memiliki persyaratan kejutan dan getaran, yang membuat penyatuan beberapa komponen menjadi satu sambil memenuhi semua spesifikasi menjadi sulit. Berpindah dari desain lama ini ke satu bagian Er:kaca yang dipoles menyelesaikan tugas yang sama dengan berbagai pelapis mengurangi ukuran dan biaya sistem. Kristal YAG sering digunakan pada sudut Brewster, tetapi efek yang sama dapat dicapai dengan menggunakan pelapis. Karena Er:lempengan kaca perlu dilapisi, ada baiknya menambahkan jenis pelapis ini untuk mengemas fungsionalitas sebanyak mungkin dan menghemat biaya di tempat lain.
Karena gelas fosfat sedikit higroskopis, jika kaca Er:kaca yang tidak dilapisi dibiarkan di luar selama beberapa hari, gelas tersebut dapat terdegradasi. Kualitas permukaan harus dikontrol sebelum pelapisan untuk mencegah masuknya uap air ke dalam kaca. Lapisan yang diendapkan pada permukaan yang dipoles dari lempengan kaca akhir membantu melindunginya dari degradasi ini.
Spesifikasi umum untuk Er:lempengan kaca presisi tinggi kecil adalah <5 arcmin tegak lurus untuk tepinya, <10 arcsec tegak lurus untuk ujungnya, dan kualitas permukaan yang lebih baik daripada 10-5 galian awal. Spesifikasi yang menuntut ini memerlukan lingkungan yang bersih, proses yang sangat terkontrol, dan waktu sentuh yang diminimalkan.
Kaca laser biasanya hanya memiliki dua permukaan yang dipoles di ujungnya sementara permukaan lainnya digiling, tetapi beberapa sisi lempengan kaca Er:ini juga dipoles dan sangat ditoleransi untuk menyederhanakan penyelarasan. Pilihan sisi mana yang akan dipoles dan dilapisi terlebih dahulu, sisi mana yang akan dipoles sebelum atau sesudah dicing, dan kapan menggunakan pemolesan satu sisi atau dua sisi semuanya menentukan biaya dan hasil. Perbedaan hasil antara proses yang tidak diinformasikan dan proses yang dioptimalkan oleh produsen yang berpengalaman dapat dengan mudah sebesar faktor tiga.
Untuk mengurangi waktu sentuh dan meningkatkan hasil, sebaiknya semua manufaktur dan pelapisan dilakukan di satu lokasi. Setiap kali bagian yang telah selesai sebagian dikirim antara lokasi yang berbeda, kemungkinan kontaminasi dan kerusakan meningkat pesat, seiring dengan waktu antrean tambahan.
Salah satu tantangan dengan pembuatan Er:lempengan kaca kecil untuk pencarian jarak dan aplikasi NIR presisi lainnya adalah bahwa banyak lapisan sering disimpan pada aspek komponen yang berbeda. Ini sulit karena diperlukan pengikatan dan perlindungan permukaan murni yang tidak dilapisi sebelum pelapisan. Ini juga merupakan tantangan bagi produsen untuk menghindari overspray atau blow-by di sisi belakang slab, yang harus dilindungi selama pelapisan. Ujung-ujungnya memiliki lapisan anti-reflektif (AR) dengan ambang kerusakan yang diinduksi lase tinggi (LIDT). Tepinya juga memiliki lapisan AR LIDT tinggi untuk membiarkan sinar pompa masuk. Daya pompa selalu lebih tinggi daripada emisi. Beberapa pelat empat sisi bahkan memiliki pelapis tambahan untuk cermin rongga reflektifitas tinggi bawaan, diskriminasi panjang gelombang, dan penolakan cahaya pompa.
Ketepatan manufaktur dan kontrol proses tidak berguna tanpa metrologi yang tepat yang diperlukan untuk mengukur dan memverifikasi spesifikasi utama dengan benar. Interferometer laser, seperti ZYGO Verifire, sering digunakan untuk mengukur kerataan, tetapi ketika mengukur Er:lempengan kaca kecil, permukaan belakang mulai mengganggu pengukuran permukaan depan karena spesifikasi paralelisme yang menuntut. Operator dapat menyiasatinya dengan mengoleskan Vaseline atau zat lain ke permukaan belakang, tetapi permukaan ini kemudian perlu dibersihkan dan kemungkinan kerusakan komponen meningkat. Namun, kemajuan terbaru dalam pengukuran kerataan menghilangkan efek dari permukaan belakang dan memungkinkan pengukuran kerataan dilakukan lebih cepat dan dengan kemungkinan kerusakan yang lebih kecil. Keripik di tepi slab dapat mencegah operator mengukur kerataan secara akurat, yang membuat kontrol proses selama manufaktur menjadi lebih penting. Perpendicularity dan wedge biasanya diverifikasi menggunakan autocollimator double pass.
Ruang aplikasi yang berkembang untuk Er:laser kaca akan terus mendorong produsen komponen optik untuk membuat kaca dan pelapis laser dengan presisi yang lebih tinggi dan lebih tinggi. Aplikasi laser yang aman untuk mata 1540nm dan 1570nm membantu membuat penggunaan lebih aman, meningkatkan kepercayaan diri melalui prosedur laser estetika, dan meningkatkan komunikasi jarak jauh. Saran terbaik yang tersedia adalah ketika mengembangkan sistem laser NIR, diskusikan kebutuhan aplikasi spesifik Anda dengan pemasok komponen Anda untuk panduan dalam menavigasi pemilihan nuansa kaca laser yang tepat dan komponen lainnya.
Artikel ini ditulis oleh Cory Boone, Insinyur Pemasaran Teknis Utama, Edmund Optics (Barrington, NJ) dan Mike Middleton, Manajer Operasi, Edmund Optics Florida (Oldsmar, FL). Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Mr. Boone di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya., atau kunjungi di sini .
Sensor
Injection moulding adalah proses manufaktur serbaguna yang umumnya melibatkan injeksi resin plastik cair ke dalam cetakan logam tahan lama, yang memungkinkan produksi volume tinggi bagian identik. Sementara cetakan injeksi bisa sangat hemat biaya dalam skala, bagian plastik biasanya melalui tinjauan
Pada suatu waktu, laser tidak lebih dari mimpi fiksi ilmiah. Dalam 60 tahun terakhir, kami telah beralih dari senjata sinar kosmik imajiner ke memanfaatkan kekuatan cahaya secara strategis. Saat ini, laser ada di mana-mana, dalam peralatan bedah halus, pembaca media optik, dan kekuatan laser yang ku
Ada banyak pemotongan robot dan sistem pemindahan material lainnya di pasaran saat ini. Pemotongan laser, proses yang mengalirkan sinar laser melalui kabel serat optik, bisa menjadi pilihan yang tepat untuk Anda, bergantung pada kebutuhan Anda. Robot pemotongan laser, seperti banyak robot yang ters
Solusi pemotongan laser robot mendorong penghematan biaya dengan menempati lebih sedikit ruang lantai daripada mesin pemotong laser lima sumbu tradisional, dan mengoptimalkan tata letak produksi. Perbaikan terbaru telah dilakukan pada laser dioda, membuat laser lebih efektif untuk berbagai aplika
