Le deich mbliana anuas, le feabhas leanúnach ar fhoinse caidéil agus ar struchtúr léasair, tá feabhas mór tagtha ar theicneolaíocht léasair snáithín. Úsáidtear bunaithe go forleathan ar an snáithín optúil dópáilte (YDF-Laser) i dtaighde tionsclaíoch, taighde eolaíoch, srl. Mar gheall ar ardéifeachtúlacht tiontaithe leictreach-optúil, cáilíocht agus cobhsaíocht bhíoma níos fearr.
Fig1. Ráta ionsú speictrim ábhair mhiotail éagsúla
Le fada an lá tá léasair snáithín aon-mhodh ardchumhachta in ann aschur cumhachta optúla ar leibhéal KW a chur i bhfeidhm go héasca, rud a fhágann go bhfuil léasair den sórt sin i réimse na próiseála miotail. Faoi na coinníollacha cumhachta aschuir solais céanna, mar gheall ar an ráta ionsúcháin difriúil, cuirtear feabhas suntasach ar an léasar snáithín 1 micron atá bunaithe ar an snáithín do dhaoine fásta nuair a bhíonn léasair CO2 10 miocrón níos éifeachtaí ná an t-ábhar miotail. Tugann Fíor 1 ráta ionsúcháin speictrim ábhair mhiotail éagsúla, atá le feiceáil ón bhfigiúr go bhfuil claonadh ag an gcuid is mó den ábhar miotail ar shaintréithe ionsúcháin an speictrim laghdú de réir mar a mhéadaíonn an tonnfhad optúil. Is léir go bhfuil an t-ábhar miotail níos láidre ná an tonnfhad aschuir de thart ar 1070 nm i gcoibhneas le tonnfhad aschuir an léasair CO2 ag léasair CO2 ag 10.6um. Go háirithe, tá ráta ionsúcháin an iarainn mhiotail faoi thonnfhad 1070 nm beagnach 6 huaire níos ísle ná na coinníollacha tonnfhaid 10.6um.
Fíor 2. Ionsú coibhneasta snáithín aluminosilicate agus phosphosilicate (YB) ar speictream 800-1100 nm
Toisc go bhfuil tréith ionsúcháin an-láidir ag an snáithín optúil cumaiscthe de thonnfhad 976 nm agus 915 nm, déantar léasair den sórt sin a phumpáil go príomha le léasar leathsheoltóra (LD) a astaíonn an tonnfhad thuas. Is dhá shnáithín optúla dópáilte tipiciúil é Fig 2 de réir rátaí ionsúcháin choibhneasta speictreascópachta 800 go 1100 nm, agus tá buaic ionsúcháin gné shuntasach gar do 915 nm agus 976 nm. Tá ráta ionsúcháin na dtonnta solais 976nm sa snáithín dumpála aluminosilicate beagnach trí huaire an tonn solais 915 nm, agus tá ráta ionsúcháin an iar sa phosphosilicate beagnach 5 oiread an dara ceann. Tá míbhuntáiste den sórt sin difriúil, rud a chiallaíonn go nglacann léasair den sórt sin teicneolaíocht caidéil LD 976nm chun éifeachtúlacht chomhshó éadrom-optúil níos airde a bhaint amach. Ag an am céanna, ciallaíonn ionsú níos airde fad an tsnáithín a laghdú go héifeachtach, agus ar an gcaoi sin éifeachtaí dochracha neamhlíneach a theorannú go pointe áirithe.
Fig.3 Cuar Photon Dinoff (PD) Cailliúint Céimeanna Éagsúla Fuinnimh ian YB.
Faoi láthair, ní mór do léasar snáithín dópáilte tearc-ghníomhach mór a bheith ag tabhairt aghaidh ar fhadhbanna fótagrafaíochta. Is cúis leis an bhfadhb seo laghdú suntasach ar chumhacht aschuir an léasair, na cobhsaíochta agus an tsaoil oibre. Dorchadas Fótóin Tuairiscítear an feiniméan freisin i líon mór léasair snáithín ian-dópáilte. Meastar go ginearálta gur lárionad dathanna a tháirgtear sa mhaitrís ghloine is cúis leis an bhfeiniméan seo. Tá sé beartaithe ag staidéir roimhe seo go leor bealaí is féidir a dhéanamh chun an dacte fótón seo a réiteach, lena n-áirítear fosfar comh-dópáilte sa snáithín, ag baint úsáide as léasair 405 nm, fótobleachú, fiú ag úsáid teocht ard, tarlaíonn díghrádú na fótón a dhíothú. . Ina measc, cé gur féidir an fosfar a chur faoi chois go héifeachtach, méadaítear an caillteanas cúlra agus Cró uimhriúil.
Léirigh staidéir roimhe seo ar fhoireann Koponen, ar fhótón níos dorcha, go mbraitheann treoluas iontógáil fótón go mór ar thiúchan na mites excitation, is é sin aisiompú staid fuinnimh na n-ian (Ráta inbhéartaithe YB). Fuair siad amach go raibh rátaí iontógáil fótón comhréireach le 7 n-uaire sa ráta aisiompaithe fuinnimh ianach. Tugtar cuar de chaillteanais intoninated fótón le himeacht ama i bhFíor 3 i bhFíor 3 i bhFíor 3. Tá na sonraí an-iomasach go méadaíonn an ráta darna fótón go géar le méadú an aisiompú fuinnimh.
Fíor 4, Ráta Droim ar Ais Fuinnimh ian YB Mar an Cuar Athraithe Cumhachta Caidéil faoi Choinníoll Caidéil 976 Nm agus 920 NM (Glac leis go bhfuil na sonraí ráta aisiompaithe réidh go leor nuair a bhíonn an athraitheas caighdeánach níos lú ná 1%)
Bíonn tionchar ag mais an tsnáithín, cumhacht na caidéil, an t-aiseolas éadrom, agus tonnfhad an tonnfhaid solais caidéil ar ráta aisiompaithe an stáit fuinnimh sa snáithín dópáilte. Is féidir tonnfhad éadrom caidéil oiriúnach a chur faoi chois den chuid is mó. Sainmhínítear an aisiompú fuinneamh-stáit go garbh mar chóimheas idir ionsú fótónach agus an trasghearradh astaíochta céanna ag tonnfhad solais caidéil áirithe, agus ansin faightear staid fuinnimh an tsnáithín dópáilte faoi dhá choinníoll solais caidéil de 976 nm agus 920 nm. Athraíonn an ráta aisiompaithe leis an athrú cumhachta caidéil (Fíor 4). Cé go dtugann an speictream ionsúcháin san FIG 2 sa chéad FiG 2 le fios go bhfuil tréithe ionsúcháin an tsolais tonnfhaid 976nm i bhfad níos láidre ná tonnfhaid eile, ach toisc go bhfuil solas tonnfhaid 976 nm réasúnta mór, faightear é faoi dheireadh le solas caidéil ná i 920 nm. Is ísle an fuinneamh is ísle sa riocht. Cé nár thug na sonraí go díreach aisiompú caidéil 915 nm ar staid fuinnimh, bhíothas fós in ann tuairimíocht a dhéanamh go bhfuil acmhainn fo-phróifílithe frith-optúil níos láidre ag an bhfoinse solais caidéil 976nm ná mar a bhí roimhe seo.
Cé go bhfuil ráta ionsúcháin níos airde agus éifeachtúlacht chomhshó solais ag an modh caidéil 976nm, féadann sé fad an tsnáithín gnóthachain a laghdú go héifeachtach, agus is féidir an éifeacht díobhálach canache fótón a laghdú, ach tá sé i gcoibhneas leis an modh caidéil 915 nm ar chóireáil agus ar chúpláil snáithín. . Tá sé níos deacra teicniúil. Thairis sin, tá speictream ionsúcháin an tsnáithín ionchorpraithe sa raon 976 nm ró-chúng. Féadann an t-athrú tonnfhaid de bharr luaineacht teochta na foinse caidéil a bheith ina chúis le cumhacht aschuir an léasair a bheith éagobhsaí, agus tá ceanglas an-dian ag an teicneolaíocht caidéil seo ar chóras bainistíochta teirmeach an léasair. Mar gheall air seo, níl ach cúpla déantúsóir léasair cosúil le IPG na Gearmáine, Comhtháthaithe-Rofin na Stát Aontaithe, agus úsáideann GW na SA agus déantúsóirí eile foinse caidéil 976 nm i léasar tionsclaíoch ar mhórscála.
Am poist: Iúil-27-2021