Picoseconde vezellasers

De keuze wordt bepaald door de vereiste interactietijd, pulsenergie en pulsfrequentie. FL-PS- en seed-modellen leveren pulsen korter dan 10 ps bij een vaste herhalingsfrequentie binnen 20–50 of 20–60 MHz. Daardoor zijn ze geschikt wanneer een korte pulsduur en een hoog aantal pulsen centraal staan in het proces. FL-Pico-modellen leveren pulsen van 50–900 ps bij 266 nm en van 100–900 ps bij de meeste andere golflengten, met herhalingsfrequenties van 100 kHz tot 20 MHz. Dit grotere pulsvenster biedt meer vrijheid om pulsenergie, doorvoer en processtabiliteit op elkaar af te stemmen. Engineers doen er goed aan eerst de toelaatbare thermische belasting en de vereiste pulsenergie vast te leggen, in plaats van alleen op basis van gemiddeld vermogen een productfamilie te kiezen.

De keuze van de golflengte moet beginnen bij de absorptie-eigenschappen van het doelmateriaal of monster, gevolgd door de detectorrespons en de compatibiliteit van optische componenten. De varianten van 266, 343 en 355 nm dekken ultraviolette toepassingen af, terwijl modellen van 515–540 nm zichtbaar groen licht leveren voor beeldvorming, TCSPC en geselecteerde bewerkingstaken. Het model van 775 nm is bedoeld voor nabij-infraroodtoepassingen, en de groep van 1030–1080 nm levert uitgangsvermogens tot 5 W voor LiDAR en precisiebewerking. Er is ook een 1550 nm-optie beschikbaar wanneer die detectieband of systeemarchitectuur vereist is. Voor de gekozen golflengte moet het volledige optische traject worden gespecificeerd, inclusief coatings, bundeloverdracht en veiligheidsmaatregelen.

Gemiddeld vermogen alleen bepaalt niet hoe sterk elke puls met het werkstuk of monster interageert. De pulsenergie wordt berekend door het gemiddelde vermogen te delen door de herhalingsfrequentie, terwijl het benaderde piekvermogen wordt verkregen door de pulsenergie te delen door de pulsduur. Lagere herhalingsfrequenties kunnen daardoor bij hetzelfde gemiddelde vermogen meer energie per puls leveren, maar het beschikbare uitgangsvermogen kan variëren afhankelijk van frequentie en piekvermogensklasse. Bij verschillende ultraviolette en zichtbare varianten wordt het uitgangsvermogen gespecificeerd bij een bepaalde meetfrequentie, zoals 1 of 5 MHz. Procestests moeten daarom worden uitgevoerd met de beoogde herhalingsfrequentie, pulsduur en het beoogde vermogen als samenhangende parameters, en niet als losse maximumwaarden.

Geselecteerde configuraties van 1030, 1064 en 1550 nm gebruiken een FC/APC-glasvezelaansluiting met een standaardvezel van 1 m, terwijl voor vrije-ruimte-integratie een gecollimeerde uitgang kan worden gespecificeerd. Bij geselecteerde FL-Pico-modellen in het nabij-infrarood is een gecollimeerde bundel van 4 ±1 mm beschikbaar, en waar vermeld kan worden gekozen voor PVC of optionele metalen vezelmantels. Geconverteerde ultraviolette en zichtbare configuraties gebruiken afzonderlijke harmonische secties en specificeren doorgaans bundelhoogtes van 30 of 40 mm. De grenswaarden voor bundelkwaliteit lopen, afhankelijk van golflengte en vermogensklasse, van M² <1.1 tot <2. Ook de polarisatie moet worden vastgelegd, omdat nabij-infraroodmodellen willekeurig of >15 dB kunnen zijn, terwijl geconverteerde golflengten normaal gesproken een horizontale uitgang van >15 dB gebruiken, met verticale polarisatie beschikbaar op geselecteerde varianten.

Stem de thermische en elektrische integratie af op de gekozen golflengte en vermogensklasse. De meeste varianten werken binnen 15–35 °C en gebruiken luchtkoeling, terwijl binnen de bredere serie ook waterkoeling beschikbaar is; de behuizing moet daarom voldoende luchtstroom bieden of voorzien in de gespecificeerde vloeistofkoeling. De meeste configuraties gebruiken 12 V DC bij 11,5 A, FL-1070-Pico is gespecificeerd voor 24 V DC en veel modellen kunnen worden gecombineerd met een optionele 100–240 V AC-voeding. De opwarmtijd is minder dan 15 minuten, dus prestatiecontroles moeten na thermische stabilisatie worden uitgevoerd. Reserveer in de praktijk voldoende elektrische marge, voer afgevoerde warmte goed af en bevestig de exacte koelinterface voordat de apparatuurkast definitief wordt ontworpen.

Vermogensstabiliteit moet worden vastgelegd als een gegarandeerde configuratieparameter en niet uitsluitend worden afgeleid uit de modelfamilie. De beschikbare RMS-limieten lopen van minder dan 0,5% tot minder dan 5%, waarbij de haalbare klasse afhangt van de golflengte, het vermogensniveau en de laserconfiguratie. De stabiliteit wordt doorgaans gedefinieerd over een periode van vier uur, waarbij voor veel varianten een omgevingsconditie van ±3 °C geldt. Daardoor zijn omgevingsregeling, opwarmtijd en mechanische isolatie van belang om na installatie reproduceerbare resultaten te behalen. Engineers moeten de vereiste stabiliteitsklasse, meetduur, bedrijfsvermogen en grenswaarden voor de omgevingstemperatuur opnemen in de inkoopspecificatie, zodat de geleverde configuratie kan worden beoordeeld aan de hand van de werkelijke toepassingsomstandigheden.

Leg de golflengte, het gemiddelde vermogen, de pulsduur, de herhalingsfrequentie, de uitgangsinterface en de polarisatie vast voordat u een definitief onderdeelnummer kiest. FL-PS-modellen gebruiken normaal gesproken één vaste herhalingsfrequentie binnen de opgegeven MHz-band, met een typische nauwkeurigheid van ±1 MHz, terwijl FL-Pico-modellen afhankelijk van de uitvoering een vaste of variabele werking kunnen ondersteunen. Geselecteerde PS- en seed-modellen kunnen worden geconfigureerd voor pulsen van 5–30 ps, en het 266 nm Pico-model kan als maatwerkoptie worden geleverd met minder dan 50 ps. Vezellengte, vezelmantel, gecollimeerde uitgang, verticale polarisatie en besturingsinterfaces zijn bij geselecteerde modellen eveneens configureerbaar. Door het volledige werkpunt vast te leggen, voorkomt u dat een laser die op papier compatibel lijkt, wordt geleverd met een ongeschikte frequentie, bundelformaat of besturingsconfiguratie.