Ни өчен лазер көче кими?

Лазер көченең кимүе - гадәти күренеш, ул гадәттә төрле факторлар нәтиҗәсе. Бу сәбәпләрне ике зур категориягә бүлеп була: котылгысыз эчке кимү һәм акрынайтып яки булдырмыйча була торган тышкы факторлар. Лазер көченең кимүенең төп сәбәпләре түбәндәгеләр, беренчелдән икенчелгә бүленгән:

Лазер үзәге компонентларының картаюы һәм зыян күрүе (тумыштан көчсезләнүе)

Бу, бигрәк тә югары куәтле лазерлар өчен, көч кимүенең төп сәбәбе.

1. Насос чыганагының көчәюе (мисал итеп ярымүткәргеч лазер LD алына)

Эш принцибы:LD - күпчелек каты халәттәге лазерларның һәм җепсел лазерларның "двигателе".

Көчәйтү механизмы:

Дефектлар үсеше: LD чип эчендәге рәшәткә дефектлары озак вакытлы электр һәм җылылык көчәнеше астында үсүен һәм күбәюен дәвам итәчәк, нәтиҗәдә нурланышсыз рекомбинация артачак һәм электро-оптик үзгәртү нәтиҗәлелеге кимәчәк.

Кавас өслегенең оптик катастрофик зыяны:Бик югары энергия тыгызлыгы астында, чыгу куышлыгы өслегенең кечкенә пычрануы яки кимчелекләре лазер нурын йотачак, бу җирле җылынуга һәм куышлык өслегенең эрүенә китерә, бу кире кайтарып булмый торган кар ишелү процессы.

Электродның металллашуы бозылу:Электрод һәм ярымүткәргеч материал арасындагы контакт югары температурада интерметалл диффузиягә һәм оксидлашуга дучар булачак, нәтиҗәдә контактка каршы торучанлык артачак һәм җитдирәк җылынуга китерәчәк.

Башкару:Насос чыганагының бусага тогы әкренләп артачак, һәм авышлык нәтиҗәлелеге кимиячәк, нәтиҗәдә чыгу куәте кимиячәк.

2. Уртача эшчәнлекнең начарлануын арттыру

Каты/җепсел лазерлар (мәсәлән, YAG, YV04 кристаллары, Yb/Er легирланган җепсел):

Төс үзәге формалашуы:Насос яктылыгының озак вакытлы нурланышы астында (бигрәк тә ультра

равиолет компонентлары), "төс үзәкләре" (абсорбция үзәкләре) кристалл яки пыяла җепселләре эчендә барлыкка киләчәк. Бу төс үзәкләре насос яктылыкын һәм генерацияләнгән лазер яктылыкны сеңдерә, аны стимуллаштырылган нурланыш өчен кулланылмау урынына җылылык энергиясенә әйләндерә.

Термик линза эффекты һәм термик стресс зыяны:Термик линза эффекты үзе кире кайтырлык булса да, озак вакытлы, көчле температура циклы һәм термик стресс кристаллда микроярыклар, сыну күрсәткеченең даими үзгәрешләре яки җепселнең караңгылануы китереп чыгарырга мөмкин.

Газ лазеры (мәсәлән, CO2 лазеры):Газ катнашмасы әкренләп таркала, электрод тарафыннан адсорбцияләнә яки торбаның эчке стенасы материалы белән реакциягә керә, нәтиҗәдә, эшче газ нисбәте дисбалансына һәм көчәйтү кимүгә китерә.

3. Оптик элементның зыяны

Резонанслы куышлык линзасы/тәрәзә:лазер эчендәге тулы көзге, чыгыш көзгесе һәм тәрәзә - көч иң күп тупланган урыннар.

Пленкага зыян:югары энергияле лазер линзаны чагылышка каршы пленкага яки югары антипленка абляциясенә, ярылуга яки сүндерүгә китерә.

Пычрану:Әйләнә-тирә мохиттәге вак органик матдәләр (мәсәлән, май пары) линза өслегенә ябышып, лазер тәэсирендә карбонлашып, даими сеңдерү ноктасы барлыкка китерәчәк, бу исә өстәмә зыян китерә.

Материалны сеңдерү:Хәтта югары сыйфатлы оптик материалларның да билгеле бер дулкын озынлыгында лазер нурын аз гына үз эченә сеңдерү сәләте бар. Озак вакытлы йогынты материал үзлекләрендә әкрен үзгәрешләргә китерергә мөмкин.

Тышкы куллану шартлары һәм дөрес эшләмәү

Бу факторлар югарыда тасвирланган төп компонентларның картаю процессын сизелерлек тизләтә ала.

1. Җылылык белән идарә итүнең бозылуы

Суыту системасының нәтиҗәлелеге кими:Суыту суының сыйфаты начарлана һәм су юлында масштаб барлыкка килә һәм тыгылуга китерә; су суыткычның эшләмәве су температурасының тотрыксыз яки бик югары булуына китерә; җилләткечнең тузан утыруы җылылыкның начар таралуына китерә.

Нәтиҗәләр:Лазерның эшләү температурасының артуы барлык ярымүткәргечләрнең һәм оптик компонентларның картаю тизлеген сизелерлек тизләтәчәк. LD өчен, тоташу температурасы һәр 10°C артканда (Аррениус моделенә туры китереп) гомер озынлыгы ике тапкыр кимергә мөмкин.

2. Эш мохите һәм пычрану

Тузан һәм пычраткычлар:Һавадагы тузан, төтен, май һ.б. лазер нурларына керә, бу оптик өслекне һәм чылбырны пычрата, җирле җылылык сеңдерүгә, кыска ялганышка яки дугага китерә.

Вибрация һәм шок:Тотрыксыз урнаштыру нигезе яки тышкы тибрәнү оптик компонентларның тигезләнешенең оптималь халәттән тайпылуына китерәчәк, чыгыш нәтиҗәлелеген киметәчәк һәм авыр очракларда механик конструкциянең йомшаруына китерергә мөмкин.

Дымлылык:Артык дымлылык линза өслегендә конденсациягә китерәчәк, бу лазер нурланышы астында пленканың шартлавына китерергә мөмкин. Шул ук вакытта дымлылык электрон компонентларны да коррозиягә дучар итәргә мөмкин.

3. Эш режимы дөрес түгел

Еш кына каты алыштырулар:Лазерны еш кына тулы көч белән кабызу һәм сүндерү насос чыганагына һәм электр системасына зур электр һәм җылылык йогынтысы китерәчәк, аның гомерен кыскартачак.

Чик параметрлары астында озак вакытлы эшләү:Лазерның номиналь максималь куәтнең 90% тан артыгында эшләвен дәвам итсен яки хәтта артык йөкләнештә эшләвен дәвам итсен, бу аның төп компонентларын югары стресс хәленә китерәчәк һәм картаюны тизләтәчәк.

Туры килмәгән йөкләр:Кайбер лазер төрләре өчен йөкләнеш-чагылыш туры килмәү энергиянең бер өлешенең куышлыкка кире чагылуына китерергә мөмкин, бу тотрыксызлыкка яки хәтта зыянга китерергә мөмкин.

Көч һәм идарә итү системаларының начарлануы

Плитканың электр белән тәэмин итү системасының эшләве начарлана:Электр белән тәэмин итү җайланмасының чыгыш тогы/көчәнеш тотрыклылыгы начарлана, һәм дулкынлану арта, бу насос чыганагы өчен тотрыклы һәм саф йөртүне тәэмин итә алмый, аның чыгыш эшчәнлегенә һәм гомеренә тәэсир итә.

Идарә итү схемасының картаюы:Конденсаторларның, резисторларның һәм башка компонентларның параметрлары вакыт һәм температура белән үзгәрә, нәтиҗәдә контроль системасының төгәллеге кими.

Кыскача мәгълүмат һәм профилактик чаралар

Лазерның куәтенең кимүеннән тулысынча котылып булмый торган процесс, ләкин аны нәтиҗәле идарә итеп һәм әкренәйтеп була.

Электр энергиясенең кимүен максималь дәрәҗәдә кичектерү һәм лазерның тотрыклы эшләвен тәэмин итү өчен, түбәндәгеләр тәкъдим ителә:

1. Бик яхшы эш мохите тәэмин итегез:чиста тотыгыз, даими температура, түбән дымлылык, тибрәнү юк.

2. Җылылыкны нәтиҗәле идарә итүне тәэмин итегез:су сыйфатын һәм агымын тәэмин итү өчен суыту системасын даими рәвештә карап торыгыз.

3. Стандарт эш процессын үтәгез:еш алыштырудан һәм экстремаль шартларда озак вакыт эшләүдән сакланыгыз.

4. Даими профилактик хезмәт күрсәтүне башкарыгыз:оптик компонентларны даими тикшереп торыгыз, оптик юлны чистартыгыз һәм җитештерүче таләпләренә туры китереп, чыгым материалларын (мәсәлән, газ һәм фильтр элементлары) алыштырыгыз.

5. Тотрыклы электр чыганагын кулланыгыз:электр белән тәэмин итү көчәнешенең тотрыклы булуын тәэмин итегез, һәм кирәк булганда көчәнеш стабилизаторын кулланыгыз.

Бу көчсезләнү механизмнарын аңлау һәм тиешле саклык чараларын күрү ярдәмендә, лазерның гомерен шактый озайтырга мөмкин, һәм гомер циклы дәвамында чыгыш күрсәткечләре тотрыклырак булып кала.