Ngano nga ang gahum sa laser mohinay?

Ang pagkunhod sa gahum sa laser usa ka komon nga panghitabo, nga kasagaran resulta sa lainlaing mga hinungdan. Kini nga mga hinungdan mahimong bahinon sa duha ka lapad nga kategorya: dili kalikayan nga kinaiyanhon nga pagkunhod ug mga eksternal nga hinungdan nga mahimong mapahinay o malikayan. Ang mosunod mao ang mga nag-unang hinungdan sa pagkadunot sa gahum sa laser, nga gihan-ay gikan sa panguna ngadto sa sekondarya:

Pagkatigulang ug kadaot (inherent attenuation) sa mga sangkap sa kinauyokan sa laser

Mao kini ang hinungdan sa pagkadaot sa kuryente, labi na sa mga high power laser.

1. Pagkunhod sa tinubdan sa bomba (gamita ang semiconductor laser LD isip ehemplo)

Prinsipyo sa pagtrabaho:Ang LD mao ang "makina" sa kadaghanan sa mga solid-state laser ug fiber laser.

Mekanismo sa pagpahuyang:

Pagtubo sa depekto: Ang mga depekto sa lattice sulod sa LD chip magpadayon sa pagtubo ug pagdaghan ubos sa dugay nga electrical ug thermal stress, nga moresulta sa pagtaas sa non-radiative recombination ug pagkunhod sa electro-optical conversion efficiency.

Makalilisang nga kadaot sa optikal sa nawong sa lungag:Ubos sa taas kaayo nga power density, ang gagmay nga polusyon o mga depekto sa output cavity surface mosuhop sa laser light, hinungdan sa lokal nga pagpainit ug hinungdan sa pagkatunaw sa cavity surface, nga usa ka dili mabalik nga proseso sa avalanche.

Pagkadaot sa metalisasyon sa elektrod:Ang kontak tali sa elektrod ug sa materyal nga semiconductor moagi sa intermetallic diffusion ug oxidation sa taas nga temperatura, nga moresulta sa dugang nga resistensya sa kontak ug mas grabe nga pagpainit.

Pagpasundayag:Ang threshold current sa tinubdan sa bomba anam-anam nga motaas, ug ang efficiency sa slope mokunhod, nga moresulta sa pagkunhod sa output power.

2. Pag-angkon og medium nga pagkadaot sa performance

Mga solid/fiber laser (pananglitan YAG, mga kristal nga YV04, Yb/Er doped fiber):

Pagporma sa sentro sa kolor:Ubos sa dugay nga pag-irradiate sa suga sa bomba (ilabi na ang ultimate

(mga sangkap sa raviolet), ang "mga sentro sa kolor" (mga sentro sa pagsuhop) mamugna sulod sa kristal o bildo nga fiber. Kini nga mga kinauyokan sa kolor mosuhop sa kahayag sa bomba ug sa namugna nga kahayag sa laser, nga mag-convert niini ngadto sa enerhiya sa kainit imbes nga gamiton alang sa stimulated radiation.

Epekto sa thermal lens ug kadaot sa thermal stress:Bisan tuod ang epekto sa thermal lens mismo mabaliktad, ang dugay nga grabe nga pag-usab-usab sa temperatura ug thermal stress mahimong hinungdan sa mga microcrack sa kristal, permanente nga mga pagbag-o sa refractive index, o pag-itom sa fiber.

Gas laser (sama sa cO2 laser):Ang sagol nga gas anam-anam nga madunot, masuhop sa elektrod o mo-react sa materyal sa sulod nga bungbong sa tubo, nga moresulta sa dili balanse nga ratio sa nagtrabaho nga gas ug pagkunhod sa gain.

3. Kadaot sa elemento sa optika

Lente/bintana nga may resonant nga lungag:Ang tibuok nga salamin, ang output mirror ug ang bintana sa sulod sa laser mao ang mga lugar diin ang gahum labing nakonsentrar.

Kadaot sa pelikula:Ang high-energy laser makahimo sa lente sa antireflection film o high anti-film ablation nga mabuak o matangtang.

Polusyon:Ang gagmay nga organikong butang sa palibot (sama sa alisngaw sa lana) motapot sa nawong sa lente, ma-carbonize ubos sa aksyon sa laser, nga mahimong permanente nga absorption point, nga moresulta sa dugang nga kadaot.

Pagsuhop sa materyal:Bisan ang mga dekalidad nga optical nga materyales adunay gamay nga intrinsic absorption sa laser light sa usa ka piho nga wavelength. Ang mga dugay nga epekto mahimong mosangpot sa hinay nga mga pagbag-o sa mga kabtangan sa materyal.

Mga kondisyon sa gawas sa paggamit ug dili husto nga operasyon

Kini nga mga hinungdan makapadali sa proseso sa pagkatigulang sa mga kinauyokan nga sangkap nga gihulagway sa ibabaw.

1. Kapakyasan sa pagdumala sa kainit

Ang kahusayan sa sistema sa pagpabugnaw mikunhod:Ang kalidad sa tubig sa makapabugnaw nga tubig mograbe ug moresulta sa pag-us-os ug pagbara sa agianan sa tubig; ang pagkapakyas sa water cooler hinungdan sa dili lig-on o taas kaayo nga temperatura sa tubig; ang pagtigom sa abog sa bentilador hinungdan sa dili maayo nga pagkabungkag sa kainit.

Mga sangputanan:Ang pagtaas sa temperatura sa operasyon sa laser mopaspas pag-ayo sa pagkatigulang sa tanang semiconductors ug optical components. Para sa LD, ang lifetime mahimong mokunhod og katunga sa matag 10°C nga pagtaas sa temperatura sa junction (subay sa Arrhenius model).

2. Palibot sa trabaho ug polusyon

Abog ug mga hugaw:Ang abog, aso, lana, ug uban pa sa hangin mosulod sa laser, nga mohugaw sa optical surface ug circuit, hinungdan sa lokal nga pagsuhop sa kainit, short circuit o arko.

Pag-uyog ug kakurat:Ang dili lig-on nga pundasyon sa pag-instalar o panggawas nga pag-uyog hinungdan sa paglihis sa mga optical component gikan sa labing maayo nga estado, pagkunhod sa output efficiency, ug mahimong hinungdan sa pagkalugak sa mekanikal nga istruktura sa grabe nga mga kaso.

Humidity:Ang sobra nga kaumog mopahinabog kondensasyon sa ibabaw sa lente, nga daling mobuto sa pelikula ubos sa laser irradiation. Sa samang higayon, ang kaumog makaguba usab sa mga elektronik nga sangkap.

3. Dili sakto nga pamaagi sa operasyon

Kanunay nga kusog nga pagbalhin:Ang kanunay ug kalit nga pag-on ug pag-off sa laser magdala og dakong epekto sa kuryente ug kainit sa tinubdan sa bomba ug sistema sa kuryente, nga makapamubo sa kinabuhi niini.

Dugay nga operasyon ubos sa mga parametro sa limitasyon:Tugoti ang laser nga magpadayon sa pagdagan sa labaw sa 90% sa nominal nga labing taas nga gahum o bisan sa sobra nga karga, nga maghimo sa mga kinauyokan nga sangkap niini sa usa ka taas nga kahimtang sa stress ug mapadali ang pagkatigulang.

Dili Parehas nga mga Karga:Alang sa pipila ka mga klase sa laser, ang load-reflectivity mismatch mahimong hinungdan nga ang pipila sa enerhiya makita balik sa lungag, nga hinungdan sa kawalay kalig-on o bisan kadaot.

Pagkadaot sa mga sistema sa kuryente ug kontrol

Ang performance sa drive power supply mikunhod:Ang kalig-on sa output current/voltage sa power supply mograbe, ug ang ripple motaas, nga dili makahatag og lig-on ug puro nga drive para sa pump source, nga makaapekto sa output performance ug life niini.

Pagkatigulang sa control circuit:Ang mga parametro sa mga capacitor, resistor ug uban pang mga sangkap nag-usab-usab sa oras ug temperatura, nga miresulta sa pagkunhod sa katukma sa sistema sa kontrol.

Sumaryo ug mga lakang sa pagpugong

Ang pagkadaot sa kuryente sa laser usa ka proseso nga dili hingpit nga malikayan apan epektibo nga madumala ug mapahinay.

Aron malangan ang pagkahuyang sa kuryente sa labing dako nga sukod ug mapadayon ang lig-on nga operasyon sa laser, girekomenda nga:

1. Paghatag ug maayo kaayong palibot sa pagtrabaho:magpabiling limpyo, kanunay nga temperatura, ubos nga humidity, walay vibration.

2. Siguruha ang episyente nga pagdumala sa kainit:regular nga mentinahon ang sistema sa pagpabugnaw aron masiguro ang kalidad ug agos sa tubig.

3. Sunda ang sumbanan nga proseso sa operasyon:likayi ang kanunay nga pag-ilis-ilis ug dugay nga operasyon ubos sa grabeng mga kondisyon.

4. Paghimo og regular nga preventive maintenance:regular nga susihon ang mga optical component, limpyohi ang optical path, ug ilisi ang mga consumable (sama sa gas ug filter elements) sumala sa mga kinahanglanon sa tiggama.

5. Gamita ang lig-on nga suplay sa kuryente:siguruha nga lig-on ang boltahe sa suplay sa kuryente, ug gamita ang voltage stabilizer kon gikinahanglan.

Pinaagi sa pagsabot niining mga mekanismo sa pagpamenos ug paghimo sa angay nga mga pag-amping, ang kinabuhi sa laser mahimong mapalawig pag-ayo ug ang output performance nga mapadayon sa tibuok siklo sa kinabuhi mas lig-on.