Nanoseconde-vezellasers

De golflengte moet worden gekozen op basis van de absorptie van het doelmateriaal, de respons van de detector en de compatibiliteit van het volledige optische pad. Het assortiment omvat 266, 343 en 355 nm in het UV; 515, 532 en 540 nm in het groene gebied; en 1030, 1064, 1080 en 1550 nm in het nabij-infrarood. UV-golflengten kunnen fijnbewerkingen ondersteunen waarbij kortere golflengten en mogelijk kleinere focuspunten nuttig zijn, terwijl modellen van 1030 tot 1080 nm geschikt zijn voor veel opstellingen voor materiaalbewerking, beeldvorming en LiDAR. De 1550 nm-modellen zijn bedoeld voor toepassingen zoals afstandsmeting, glasvezelsensing en optische instrumentatie. De golflengte moet vastliggen voordat vermogen, coatings, scanners, detectoren en componenten voor laserveiligheid definitief worden gekozen.

FL-Nano-modellen zijn de voornaamste keuze wanneer gemiddeld uitgangsvermogen en flexibiliteit in nanosecondepuls-timing de belangrijkste selectiecriteria zijn. Ze bieden pulsen van 0,5 tot 250 ns, herhalingsfrequenties die doorgaans oplopen tot 1 MHz en gemiddelde vermogens tot 30 W. FL-S-modellen zijn gespecificeerd op basis van opgegeven piekvermogen, bieden instelbare pulsen van 5 tot 100 ns en breiden het bereik van de herhalingsfrequentie uit van 1 Hz tot 10 MHz. FL-AO-modellen worden gespecificeerd op basis van energie per puls, met opties van 10 tot 100 nJ bij 532 nm en nominaal 1 tot 20 µJ bij 1064 en 1550 nm. Welke serie het meest geschikt is, hangt dus af van de vraag of het ontwerp vooral wordt bepaald door gemiddeld vermogen, timingbereik of pulsenergie.

Ze kunnen bewerkingen ondersteunen waarbij een beperkte warmtediffusie vereist is, maar de pulsduur alleen bepaalt het thermische resultaat niet. Het assortiment biedt pulsbreedten van 0,5 tot 250 ns, terwijl het beschikbare gemiddelde vermogen loopt van milliwattniveaus tot 30 W. Bij een vast gemiddeld vermogen verhoogt een lagere herhalingsfrequentie de energie die per puls wordt afgegeven, terwijl een kortere pulsbreedte het benaderde piekvermogen verhoogt bij dezelfde pulsenergie. Daarom moeten materiaalabsorptie, focuspunt, scansnelheid, overlap en warmteafvoer altijd in samenhang worden beoordeeld. Procestests moeten met representatieve materialen worden uitgevoerd voordat een productievenster wordt vastgesteld of koudbewerking wordt geclaimd.

Veel van de 1030-, 1064-, 1080- en 1550 nm-modellen zijn voorzien van een FC/APC-connector of een optionele gecollimeerde uitgang. Voor verschillende modellen is een nominale gecollimeerde bundel van 4 ±1 mm gespecificeerd, terwijl de FL-1064-Nano-configuratie met hoger vermogen een uitgang van 6 ±1 mm gebruikt. Typische vezellengten zijn 0,6, 1 of 4 m, afhankelijk van de gekozen versie, met PVC-mantels en optionele metalen mantels voor gespecificeerde configuraties. UV- en groene harmonische modellen maken gebruik van geïntegreerde conversie-opstellingen en moeten worden behandeld als complete optische assemblages. Bij de integratieplanning moet ook rekening worden gehouden met buigradius, reinheid van de connector, terugreflectie, bundeluitlijning en de mechanische bescherming van het overdrachtstraject.

De thermische en elektrische eisen verschillen aanzienlijk per model en moeten daarom per configuratie worden vastgesteld, niet voor het gehele assortiment. De gespecificeerde bedrijfstemperatuur ligt doorgaans tussen 15 en 35 °C, waarbij veel Nano- en AO-modellen luchtkoeling gebruiken en de compacte S-serie gebruikmaakt van geleidingskoeling. Waterkoeling wordt als optie binnen het assortiment genoemd, maar er is niet aangegeven voor welke modellen die geldt. Elektrische versies omvatten 12 VDC/11.5 A, 24 VDC/21 A en 110/220 VAC, met optionele 100–240 VAC-voedingen voor geselecteerde modellen. OEM-, laboratorium- en industriële varianten kunnen RS-232-, touchscreen- of draaiknopbediening gebruiken, dus de behuizing en interface moeten samen met de optische specificatie worden gekozen.

De stabiliteit hangt af van de golflengte, de uitgangsklasse en de gekozen optie. Nano-modellen specificeren doorgaans RMS-vermogensstabiliteitsopties tussen <2% en <5%, meestal gemeten over vier uur bij een omgevingsvariatie van ±3 °C. De opties binnen de S-serie lopen op tot <1% RMS, terwijl AO-modellen energiestabiliteitsopties van <2% of <3% RMS vermelden. De opwarmtijd bedraagt doorgaans minder dan 15 minuten voor Nano- en AO-configuraties en minder dan vijf minuten voor de S-serie. Deze waarden beschrijven de laserbron en niet het volledige optische systeem, dus extra drift door montages, conversietrappen, scanners en omgevingstemperatuur moet in het systeembudget voor fouten worden meegenomen.

Zowel vaste als instelbare configuraties zijn beschikbaar, en het exacte gedrag hangt af van het model. Verschillende UV- en groene Nano-modellen kunnen worden besteld met één vaste pulsbreedte tussen 0,5 en 50 ns, terwijl ook instelbare bereiken van 0,5 tot 5 ns of 5 tot 50 ns beschikbaar zijn. De herhalingsfrequentie kan op dezelfde manier worden geleverd als een vaste waarde binnen 0,1 tot 1 MHz of als een instelbaar bereik. De 1030- en 1080 nm-Nano-modellen bieden instelbare pulsbreedten tot 250 ns, terwijl geselecteerde 532- en 1064 nm-versies met hoger vermogen vaste breedten van 4, 8, 14, 20 of 30 ns gebruiken. De vereiste vaste punten en instelbereiken moeten in de aankoopspecificatie worden vastgelegd.

Het exacte modelsuffix, de golflengte, de uitgangsklasse, de pulsbreedte, de herhalingsfrequentie, de polarisatie, de bundeloverdracht, de koelmethode en de besturingsinterface moeten allemaal worden bevestigd. De herhalingsfrequentie van de FL-1064-AO wordt inconsistent vermeld als 1–1000 Hz en 1–1000 kHz, dus de juiste eenheid en het juiste instelbereik vereisen schriftelijke bevestiging. De AO-configuraties van 1064 en 1550 nm combineren ook een nominale aanduiding van 1–20 µJ met configuratievermeldingen van >2 en >20 µJ, waardoor het belangrijk is om de vereiste pulsenergieklasse te documenteren. Bevestig voor UV- en groene harmonische modellen of pulsbreedte en herhalingsfrequentie bij bestelling worden vastgelegd of door de gebruiker instelbaar zijn. De definitieve acceptatiecriteria moeten ook de voedingsspanning, interlocks, het connectortype, de vezellengte en de parameters van de uitgangsbundel omvatten.