லேசரின் ஆற்றல் ஏன் குறைகிறது?

லேசர் ஆற்றல் குறைதல் என்பது ஒரு பொதுவான நிகழ்வாகும், இது பொதுவாக பல்வேறு காரணிகளின் விளைவாக ஏற்படுகிறது. இந்தக் காரணங்களை இரண்டு பரந்த வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: தவிர்க்க முடியாத உள்ளார்ந்த ஆற்றல் குறைதல் மற்றும் குறைக்கப்படக்கூடிய அல்லது தவிர்க்கப்படக்கூடிய வெளிப்புறக் காரணிகள். லேசர் ஆற்றல் குறைவதற்கான முக்கியக் காரணங்கள், முதன்மைக் காரணங்களிலிருந்து இரண்டாம் நிலைக் காரணங்கள் வரை பின்வருமாறு வரிசைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன:

லேசர் மையக் கூறுகளின் வயதாதல் மற்றும் சேதம் (இயல்பான வலுவிழப்பு)

இதுவே ஆற்றல் குறைவதற்கான மூல காரணமாகும், குறிப்பாக அதிக ஆற்றல் கொண்ட லேசர்களில்.

1. பம்ப் மூலத்தின் தணிப்பு (குறைக்கடத்தி லேசர் LD-ஐ உதாரணமாகக் கொண்டு)

செயல்படும் கொள்கை:பெரும்பாலான திட நிலை லேசர்கள் மற்றும் ஃபைபர் லேசர்களுக்கு LD தான் “இயந்திரம்” ஆகும்.

தணிப்பு வழிமுறை:

குறைபாட்டு வளர்ச்சி: நீண்ட கால மின் மற்றும் வெப்ப அழுத்தத்தின் கீழ், LD சிப்பின் உள்ளே உள்ள படிகக் குறைபாடுகள் தொடர்ந்து வளர்ந்து பெருகும். இதன் விளைவாக, கதிர்வீச்சற்ற மறுசேர்க்கை அதிகரித்து, மின்-ஒளியியல் மாற்றத் திறன் குறையும்.

குழி மேற்பரப்பின் ஒளியியல் பேரழிவு சேதம்:மிக அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியின் கீழ், வெளியீட்டுக் குழியின் மேற்பரப்பில் உள்ள மிகச்சிறிய மாசு அல்லது குறைபாடுகள் லேசர் ஒளியை உறிஞ்சி, அப்பகுதியில் வெப்பத்தை உண்டாக்கி, குழியின் மேற்பரப்பு உருகுவதற்குக் காரணமாகின்றன; இது ஒரு மீளமுடியாத தொடர் செயல்முறையாகும்.

மின்முனை உலோகப்பூச்சு சிதைவு:உயர் வெப்பநிலையில், மின்முனைக்கும் குறைக்கடத்திப் பொருளுக்கும் இடையிலான தொடர்பில் உலோகங்களிடை பரவல் மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றம் ஏற்படும். இதன் விளைவாக, தொடர்பு மின்தடை அதிகரித்து, மேலும் தீவிரமான வெப்பமயமாதல் உண்டாகும்.

செயல்திறன்:பம்ப் மூலத்தின் தொடக்க மின்னோட்டம் படிப்படியாக அதிகரிக்கும், மற்றும் சரிவுத் திறன் குறையும், இதன் விளைவாக வெளியீட்டுத் திறன் குறையும்.

2. ஆதாய நடுத்தர செயல்திறன் சீரழிவு

திட/நார் லேசர்கள் (எ.கா. YAG, YV04 படிகங்கள், Yb/Er கலப்பு நார்):

வண்ண மைய உருவாக்கம்:பம்ப் ஒளியின் நீண்டகாலக் கதிர்வீச்சின் கீழ் (குறிப்பாக அல்ட்)

ஊதா நிறக் கூறுகளை உறிஞ்சுவதால், படிகம் அல்லது கண்ணாடி இழைக்குள் "வண்ண மையங்கள்" (உறிஞ்சும் மையங்கள்) உருவாக்கப்படும். இந்த வண்ண மையங்கள், பம்ப் ஒளியையும் உருவாக்கப்பட்ட லேசர் ஒளியையும் உறிஞ்சி, தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சுக்குப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக அவற்றை வெப்ப ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன.

வெப்ப வில்லை விளைவு மற்றும் வெப்ப அழுத்த சேதம்:வெப்ப வில்லை விளைவு மீளக்கூடியதாக இருந்தாலும், நீண்ட கால, கடுமையான வெப்பநிலை சுழற்சி மற்றும் வெப்ப அழுத்தம் ஆகியவை படிகத்தில் நுண் விரிசல்களையும், ஒளிவிலகல் குறியீட்டில் நிரந்தர மாற்றங்களையும், அல்லது இழை கருமையடைதலையும் ஏற்படுத்தக்கூடும்.

வாயு லேசர் (CO2 லேசர் போன்றவை):வாயுக்கலவையானது படிப்படியாகச் சிதைவடைந்து, மின்முனையால் உறிஞ்சப்படும் அல்லது குழாயின் உள்சுவர் பொருளுடன் வினைபுரிவதால், செயல்படும் வாயு விகிதத்தில் சமநிலையின்மை ஏற்பட்டு, ஆதாயம் குறையும்.

3. ஒளியியல் கூறு சேதம்

அதிர்வுறும் குழி லென்ஸ்/சாளரம்:லேசரின் உள்ளே உள்ள முழுக் கண்ணாடி, வெளியீட்டுக் கண்ணாடி மற்றும் சாளரம் ஆகியவற்றில்தான் ஆற்றல் மிகவும் செறிந்துள்ளது.

படச்சுருள் சேதம்:உயர் ஆற்றல் லேசர், எதிரொளிப்புத் தடுப்புப் படலத்தின் மீதான லென்ஸை அல்லது அதிக எதிர்ப்புப் படல அரிப்பை, விரிசல் அடையச் செய்யும் அல்லது அதை அகற்றிவிடும்.

மாசுபாடு:சுற்றுச்சூழலில் உள்ள சிறிய கரிமப் பொருட்கள் (எண்ணெய் ஆவி போன்றவை) லென்ஸின் மேற்பரப்பில் ஒட்டிக்கொண்டு, லேசரின் செயல்பாட்டால் கரியமிலமாகி, ஒரு நிரந்தர உறிஞ்சு புள்ளியை உருவாக்கி, மேலும் சேதத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

பொருள் உறிஞ்சுதல்:உயர்தர ஒளியியல் பொருட்கள்கூட, ஒரு குறிப்பிட்ட அலைநீளத்தில் லேசர் ஒளியை சிறிதளவு உள்ளார்ந்த முறையில் உறிஞ்சுகின்றன. நீண்டகால விளைவுகள், பொருட்களின் பண்புகளில் மெதுவான மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கக்கூடும்.

வெளிப்புற பயன்பாட்டு நிலைமைகள் மற்றும் முறையற்ற செயல்பாடு

இந்தக் காரணிகள், மேலே விவரிக்கப்பட்ட முக்கியக் கூறுகளின் வயதாதல் செயல்முறையை கணிசமாக விரைவுபடுத்தக்கூடும்.

1. வெப்ப மேலாண்மை செயலிழப்பு

குளிரூட்டும் அமைப்பின் செயல்திறன் குறைகிறது:குளிரூட்டும் நீரின் தரம் குறைந்து, நீர்வழியில் படிவுகள் ஏற்பட்டு அடைப்பு உண்டாகிறது; நீர் குளிர்விப்பான் செயலிழப்பதால் நீரின் வெப்பநிலை நிலையற்றதாகவோ அல்லது மிக அதிகமாகவோ ஆகிறது; மின்விசிறியில் தூசி படிவதால் வெப்பம் சரியாக வெளியேறுவதில்லை.

விளைவுகள்:லேசரின் இயக்க வெப்பநிலையில் ஏற்படும் அதிகரிப்பு, அனைத்து குறைக்கடத்திகள் மற்றும் ஒளியியல் கூறுகளின் தேய்மான விகிதத்தை வெகுவாக முடுக்கிவிடும். LD-ஐப் பொறுத்தவரை, சந்தி வெப்பநிலையில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு 10°C அதிகரிப்பிற்கும் ஆயுட்காலம் பாதியாகக் குறையக்கூடும் (அர்ஹீனியஸ் மாதிரியின்படி).

2. பணிச்சூழல் மற்றும் மாசுபாடு

தூசி மற்றும் மாசுபடுத்திகள்:காற்றில் உள்ள தூசி, புகை, எண்ணெய் போன்றவை லேசருக்குள் நுழைந்து, ஒளியியல் மேற்பரப்பையும் மின்சுற்றையும் மாசுபடுத்துவதால், குறிப்பிட்ட இடத்தில் வெப்ப உறிஞ்சப்படுதல், குறுக்குச் சுற்று அல்லது மின்வில் போன்றவை ஏற்படுகின்றன.

அதிர்வு மற்றும் அதிர்ச்சி:நிலையற்ற நிறுவல் அடித்தளம் அல்லது வெளிப்புற அதிர்வு காரணமாக, ஒளியியல் கூறுகளின் சீரமைப்பு உகந்த நிலையிலிருந்து விலகி, வெளியீட்டுத் திறன் குறையும்; மேலும் கடுமையான சந்தர்ப்பங்களில் இயந்திரக் கட்டமைப்பு தளர்வடையவும் நேரிடலாம்.

ஈரப்பதம்:அதிகப்படியான ஈரப்பதம் லென்ஸின் மேற்பரப்பில் நீர்த்துளிகளை உருவாக்கும், இது லேசர் கதிர்வீச்சின் கீழ் படலம் எளிதில் வெடிக்கக் காரணமாகலாம். அதே நேரத்தில், ஈரப்பதம் மின்னணு பாகங்களையும் அரிக்கக்கூடும்.

3. முறையற்ற செயல்பாட்டு முறை

அடிக்கடி திடீரென நிலைமாற்றம் செய்தல்:லேசரை அடிக்கடி முழு சக்திக்கு இயக்கி அணைப்பது, பம்ப் மூலம் மற்றும் மின் அமைப்பில் பெரும் மின் மற்றும் வெப்பத் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தி, அதன் ஆயுளைக் குறைக்கும்.

வரம்பு அளவுருக்களின் கீழ் நீண்ட கால செயல்பாடு:லேசரை அதன் இயல்பான அதிகபட்ச திறனில் 90%க்கும் அதிகமாகவோ அல்லது மிகைச்சுமையிலோ தொடர்ந்து இயங்க விட்டால், அது அதன் மையக் கூறுகளை அதிக அழுத்த நிலைக்கு உள்ளாக்கி, அவற்றின் பழுதடைதலை விரைவுபடுத்தும்.

பொருந்தாத சுமைகள்:சில வகை லேசர்களில், சுமை-பிரதிபலிப்புப் பொருத்தமின்மையானது, ஆற்றலின் ஒரு பகுதியை குழிக்குள் மீண்டும் பிரதிபலிக்கச் செய்து, நிலைத்தன்மையின்மையையோ அல்லது சேதத்தையோ கூட ஏற்படுத்தக்கூடும்.

சக்தி மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளின் சீரழிவு

இயக்கக மின்வழங்கியின் செயல்திறன் குறைந்துள்ளது:மின்வழங்கியின் வெளியீட்டு மின்னோட்டம்/மின்னழுத்த நிலைத்தன்மை மோசமடைந்து, சிற்றலை அதிகரிக்கிறது. இது பம்ப் மூலத்திற்கு நிலையான மற்றும் தூய்மையான இயக்கத்தை வழங்க முடியாமல், அதன் வெளியீட்டு செயல்திறனையும் ஆயுளையும் பாதிக்கிறது.

கட்டுப்பாட்டுச் சுற்றின் தேய்மானம்:மின்தேக்கிகள், மின்தடையங்கள் மற்றும் பிற கூறுகளின் அளவுருக்கள் காலம் மற்றும் வெப்பநிலையுடன் மாறுபடுவதால், கட்டுப்பாட்டு அமைப்பின் துல்லியம் குறைகிறது.

சுருக்கம் மற்றும் தடுப்பு நடவடிக்கைகள்

லேசரின் ஆற்றல் சிதைவு என்பது முற்றிலும் தவிர்க்க முடியாத ஒரு செயல்முறையாகும், ஆனால் அதைத் திறம்பட நிர்வகித்து மெதுவாக்க முடியும்.

லேசரின் ஆற்றல் குறைவதை முடிந்தவரை தாமதப்படுத்தவும், அதன் நிலையான செயல்பாட்டைப் பராமரிக்கவும், பின்வருவன பரிந்துரைக்கப்படுகின்றன:

1. சிறந்த பணிச்சூழலை வழங்குதல்:சுத்தமாக வைத்திருக்கவும், சீரான வெப்பநிலை, குறைந்த ஈரப்பதம், அதிர்வு இல்லாத சூழல்.

2. திறமையான வெப்ப மேலாண்மையை உறுதி செய்யுங்கள்:நீரின் தரம் மற்றும் ஓட்டத்தை உறுதிசெய்ய, குளிரூட்டும் அமைப்பைத் தவறாமல் பராமரிக்கவும்.

3. நிலையான செயல்பாட்டு செயல்முறையைப் பின்பற்றவும்:அடிக்கடி மாற்றுவதைத் மற்றும் தீவிரமான சூழ்நிலைகளில் நீண்ட நேரம் இயக்குவதைத் தவிர்க்கவும்.

4. வழக்கமான தடுப்புப் பராமரிப்பை மேற்கொள்ளுங்கள்:ஒளியியல் கூறுகளைத் தவறாமல் சரிபார்க்கவும், ஒளியியல் பாதையைச் சுத்தம் செய்யவும், மேலும் உற்பத்தியாளரின் தேவைகளுக்கு ஏற்ப நுகர்பொருட்களை (வாயு மற்றும் வடிகட்டி கூறுகள் போன்றவை) மாற்றவும்.

5. நிலையான மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துங்கள்:மின் விநியோக மின்னழுத்தம் சீராக இருப்பதை உறுதிசெய்து, தேவைப்பட்டால் மின்னழுத்த நிலைப்படுத்தியைப் பயன்படுத்தவும்.

இந்தத் தணிப்பு வழிமுறைகளைப் புரிந்துகொண்டு, உரிய முன்னெச்சரிக்கை நடவடிக்கைகளை மேற்கொள்வதன் மூலம், லேசரின் ஆயுளைக் கணிசமாக நீட்டிக்க முடியும், மேலும் அதன் ஆயுட்காலம் முழுவதும் வெளியீட்டுச் செயல்திறனும் மிகவும் நிலையானதாகப் பராமரிக்கப்படுகிறது.