Erbio (Er) dopatutako fosfatozko beirapropietate onuragarri asko erakusten ditu, eta horrek azken urteotan eskaria areagotu egin du Er: beirazko laserrak aplikazioetarako gisaaskotarikoa, besteak beste, laser bidezko distantzia, distantzia luzeko komunikazioak, dermatologia eta laser bidez eragindako matxura espektroskopia (LIBS).Erbio-zuntzezko anplifikadoreek komunikazio global azkarra ahalbidetzen dute Hong Kong eta Los Angeles arteko kable transpazifikoan, Er: beirazko laser telemetroak gero eta gehiago erabiltzen diradefentsarako aplikazioak eta ezagutzak, etaEr: beira estetikoko laserrakindarra hartzen ari diraorbainak kentzeaeta areile-galera tratatzeaalopezia androgenetikoak eragindakoa.
Hazten ari diren aplikazio-espazio hauek doitasun handiko laser beira behar dute, dimentsio-perdoia zorrotzak eta potentzia handiko laser-estaldurak.Perdoi estuek sistema integratzaileei konfiantza ematen diete osagaiak beren sistemetan erraz ipin daitezkeela denbora behar duten lerrokadurarik gabe, baina zehaztapen hauek erronka bat dakar laser beira fabrikatzaileentzat.Prozesuaren kontrola eta metrologian arreta jartzea beharrezkoak dira laser bidezko beira fabrikatzaileek gero eta handiagoa den NIR laser optikaren espaziorako beharrezkoak diren osagai zorrotzak sortzeko.
ZERGATIK ERBIUMEZ DOPATUTAKO Beira?
Azken hamarkadetan, aurrerapen garrantzitsuak egin dira fosfatoan oinarritutako laser teknologian, irteera-potentzia hobetuari, pultsuen iraupenari, sistemaren tamaina murriztuari eta uhin-luzera berriei dagokienez.Er:beirazko laserrek 1540nm, 1550nm edo 1570nm-ko uhin-luzeretan igortzen dituzte normalean, eta hori oso onuragarria da distantzia-neurketan eta jendea izpien eraginpean egon daitekeen beste egoera batzuetan.Uhin-luzera hauek atmosferaren bidezko transmisio handiari etekina ateratzen diote.1540nm-k ere melaninaren xurgapen minimoa jasaten du, Er: beira-laserak laser estetikoen aplikazioetarako aproposak dira azal ilunagoa duten pazienteetan.
1. irudia. Erbioaren energia-egoerak.Er:beirazko laserrak normalean 800nm edo 980nm laser batekin ponpatzen dira eta 1540nm edo 1570nm-tan igortzen dira.
Fosfatozko beira transmisio handietara iristen da eta lur arraroen atomoekin dopa daiteke, hala nola erbioa eta itterbioa, 800 nm edo 980 nm-ko ponpa-luzera baten eraginpean dagoenean populazio-inbertsioa eta lasea irits dadin (1. irudia).Er: beira ere 1480nm-ko fotoien bidez ponpatu liteke, baina hori ez da desiragarria, uhin-luzera eta energia-banda berean gertatzen den ponpaketa eta igorpen estimulatuaren eraginkortasuna murriztu daitekeelako.[3]Fosfatozko betaurrekoek ere egonkortasun kimikoa eta laser bidez eragindako kalte-atalase altuak (LIDT) onuragarriak dira, eta Er:glass eta beste dopatutako fosfatozko betaurrekoak NIR laser irabazteko euskarrietarako hautagai ezin hobeak dira.
Fosfatozko betaurrekoek lur arraroen ioien disolbagarritasun handiagoa dute silikatozko beirak baino, matrize egitura zurrunagoa baitute.[1]Hala ere, silikatozko betaurrekoak baino banda zabalera estuagoa dute eta zertxobait higroskopikoak dira, hau da, airetik hezetasun gehiago xurgatzen dute.Hori dela eta, beren banda-zabaleran eta sistemetan dauden aplikazioetara mugatzen dira, non estaldurak edo bestelako optikak hezetasunetik nahikoa babestuta egongo diren.
TOLERANTZI ESKUAK ETA PROZESUEN KONTROLA
Lehen aipatu ditugun aplikazio askok, batez ere defentsa-aplikazioetarako laser-telemetroak, askotan Er: beirazko osagai txikiak behar dituzte dimentsio-perdoia oso estuak dituztenak.Laser beirazko lauza fin-fin leundutako hauek multzoetan jar daitezke lerrokadura gutxi edo batere beharrik gabe.SIM txartel baten tamainara irits daitezke eta askotan ez dute alakarik agertzen oso txikiak direlako (2. irudia).Horri esker, ertzaren txirringa litekeena da.Osagai txiki hauetan paralelismo estua eta gainazaleko kalitatearen zehaztapenak lortzea izugarri zaila izan daiteke.Irekidura argia, edo zehaztapen guztiak bete behar dituen gainazal optikoaren zatia, sarritan ia % 100ekoa da, gainazal optikoen ertzetan akatsetarako leku gutxi utziz.
2. Irudia. Laser telemetroetarako eta NIR laser aplikazioetarako erabiltzen diren Er:beirazko xaflak SIM txartel arrunt baten tamaina edo txikiagoa izan ohi dute.
Orduan, zergatik pasatu arazo guzti hau?Aurreko soluzioek maiz Nd: YAG barra bati atxikitako kristal anitzeko osagaien azpimultzo handiagoak hartzen zituzten.Osagai gehigarri hauek Brewster plakak, Q-switching pasiborako xurgatzaile saturagarriak edo frekuentzia bihurtzeko kristalak izan ditzakete.Frekuentzia bihurtzeko kristalak garrantzitsuak dira telemetroetan edo aire zabaleko beste aplikazio batzuetan, neodimioaren igorpen-uhin-luzera erbioa baino askoz arriskutsuagoa delako eta uhin-luzera luzeago batera aldatu behar delako distantzia luzeetan segurtasunez transmititu ahal izateko.
Rangefinder aplikazioek sarritan kolpeak eta bibrazio-eskakizunak dituzte, eta horrek hainbat osagai elkarrekin lotzea zaila egiten du zehaztapen guztiak betetzen dituzten bitartean.Diseinu zahar horietatik Er pieza bakar eta leundu batera igaroz: beira estaldura ezberdinekin zeregin berdinak egiteak sistemaren tamaina eta kostua murriztu zuen.YAG kristalak Brewster-en angeluan erabili ohi dira, baina efektu bera lor daiteke estaldurak erabiliz.Er:beirazko xaflak dena den estali behar direnez, mesedegarria da estaldura mota hori gehitzea ahalik eta funtzionalitate gehien edukitzeko eta kostuak beste leku batean aurrezteko.
Fosfatozko betaurrekoak zertxobait higroskopikoak direlako, estali gabe Er: beira kanpoan geratzen da hainbat egunetan degradatu daiteke.Estaldura baino lehen gainazaleko kalitatea kontrolatu behar da, hezetasuna kristalera ez sartzeko.Azken beira-lauzaren gainazal leunduetan metatutako estaldurek degradazio horretatik babesten laguntzen dute.
Zehaztasun handiko Er txikietarako zehaztapen arruntak: beirazko xaflak <5 arku min perpendikulartasuna ertzetarako, <10 arku segunduko perpendikulartasuna muturretan eta gainazaleko kalitatea 10-5 scratch-dig baino hobea da.Zehaztapen zorrotz hauek ingurune garbia, oso kontrolatutako prozesuak eta ukipen-denbora gutxitzea eskatzen dute.
Laser beira normalean leundutako bi gainazal besterik ez ditu muturretan gainontzeko gainazalak ehotzen diren bitartean, baina Er hauen aldeetako batzuk: beirazko xaflak ere leunduak eta tolerantzia handikoak dira lerrokatzea errazteko.Lehenik eta behin zer alde leundu eta estali behar den aukeratzeak, zein alde leuntzeko dadoak moztu aurretik edo ondoren, eta alde bakarreko edo biko leunketa noiz erabili, kostua eta etekina baldintzatzen ditu.Informatu gabeko prozesu baten eta fabrikatzaile esperientziadun batek optimizatutako prozesu baten arteko etekinaren aldea hiru faktore bezain handia izan daiteke.
Ukipen-denbora murrizteko eta etekinak hobetzeko, hobe da fabrikazio eta estaldura guztiak toki bakarrean egitea.Partzialki amaitutako pieza leku ezberdinen artean bidaltzen den bakoitzean kutsadura eta kalteak izateko probabilitatea asko handitzen da, ilara denbora gehigarriarekin batera.
ESTALDURA ALTUKO ANITZAK
Er:beirazko xafla txikiak fabrikatzeko erronka bat distantziarako eta beste doitasun NIR aplikazioetarako estaldura anitz sarritan osagaiaren alderdi desberdinetan metatzen direla da.Hau zaila da estaldura baino lehen estali gabeko gainazal garbiak finkatzeko eta babesteko beharrezkoak direlako.Era berean, fabrikatzaileentzat erronka bat da xaflaren atzeko aldean gehiegizko ihinztadura edo putzak saihestea, estalduran babestu behar baita.Muturretan islatzen aurkako estaldurak dituzte laseak eragindako kalte-atalase (LIDT) handikoak.Ertzak ere LIDT AR estaldura altuak dituzte ponparen habea sartzeko.Ponparen potentzia igorpenarena baino handiagoa da beti.Lau aldeetako xafla batzuek estaldura gehigarriak dituzte islapen handiko barrunbeko ispiluetarako, uhin-luzera bereizteko eta ponpa-argia errefusatzeko.
METROLOGIA: EZ BADUZU NEURTU EZIN DUZUE EGIN
Fabrikazio-zehaztasuna eta prozesu-kontrola alferrikakoak dira funtsezko zehaztapenak behar bezala neurtzeko eta egiaztatzeko metrologia egokirik gabe.Laser-interferometroak, adibidez, ZYGO Egiaztatzaileak, sarritan erabiltzen dira lautasuna neurtzeko, baina Er:beirazko xafla txikiak neurtzean atzeko gainazala aurreko gainazalaren neurketetan oztopatzen hasten da paralelismoaren zehaztapen zorrotza dela eta.Operadoreek horri aurre egin dezakete baselina edo beste substantzia bat atzeko gainazalean aplikatuz, baina gainazal hori berriro garbitu behar da eta osagaiak kaltetzeko probabilitatea handitu egiten da.Hala ere, lautasuna neurtzeko azken aurrerapenek atzeko gainazaleko efektuak ezabatzen dituzte eta lautasun-neurketak azkarrago eta kalteak izateko probabilitate gutxiagorekin egitea ahalbidetzen dute.Lauzen ertzetan txipak operadoreek lautasuna zehaztasunez neurtzea eragotzi dezakete, eta horrek are garrantzitsuagoa egiten du prozesuaren kontrola fabrikazioan zehar.Perpendikulartasuna eta ziria normalean pasabide bikoitzeko autokolimadore baten bidez egiaztatzen dira.
Er: beira laserrek gero eta handiagoa den aplikazio-espazioa osagai optikoen fabrikatzaileak bultzatzen jarraituko du, gero eta doitasun handiagoko laser beira eta estaldurak sor ditzaten.1540 nm eta 1570 nm-ko laser-aplikazioek erabilera seguruagoa egiten laguntzen dute, laser prozedura estetikoen bidez konfiantza areagotzen eta distantzia luzeko komunikazioak hobetzen laguntzen dute.Eskura dagoen aholkurik onena NIR laser sistema bat garatzean da;eztabaidatu zure aplikazio-behar espezifikoak zure osagaien hornitzailearekin laser-beira egokiaren eta beste osagai batzuen aukeraketa ñabarduran nabigatzeko orientazioa lortzeko.
Artikulu hau Cory Boone, Lead Technical Marketing Engineer, Edmund Optics (Barrington, NJ) eta Mike Middleton, Operations Manager, Edmund Optics Florida (Oldsmar, FL) idatzi dute.
Produktuari buruzko informazio gehiago, gure webgunera etor zaitezke:
https://www.erbiumtechnology.com/
Posta elektronikoa:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Faxa: +86-2887897578
Gehitu: No.23, Chaoyang errepidea, Xihe kalea, Longquanyi distrcit, Chengdu, 610107, Txina.
Eguneratze ordua: 2022-04-01
