使用固態(tài)激光器替代氦鎘和氬離子氣體激光器的六個(gè)優(yōu)勢(shì)
 

介紹

氦鎘激光器和氬離子激光器作為中高功率的連續(xù)光輸出一直是工業(yè)和科學(xué)應(yīng)用中不可缺少的一部分，但它們正在逐漸被固態(tài)激光器占據(jù)市場(chǎng)份額，固態(tài)激光器具有穩(wěn)定、線寬窄、能效高、尺寸小、維護(hù)成本低、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，是傳統(tǒng)氣體激光器和離子激光器紫外波段可靠且穩(wěn)定的替代品。

正文

自1960 年代以來(lái)，氬離子激光器一直是工業(yè)和科學(xué)應(yīng)用中高功率連續(xù)光輸出不可或缺的一部分。而1970年，氦鎘(HeCd)氣體激光器進(jìn)入市場(chǎng)后，它便成為了多種應(yīng)用方向中更高效、更緊湊的替代品。這些氣體和離子激光器長(zhǎng)期以來(lái)一直滿足著市場(chǎng)對(duì)325 nm和351.1 nm紫外波長(zhǎng)的需求，但現(xiàn)在它們也正在逐漸失去市場(chǎng)份額。由于維護(hù)成本的增加和對(duì)電源效率、持有率以及成本的擔(dān)憂，許多氣體和離子激光器客戶正在轉(zhuǎn)向DPSS激光器作為其替代品。
 

為什么要改用DPSS激光器？

DPSS激光器具有維護(hù)要求低、運(yùn)營(yíng)成本低、使用壽命長(zhǎng)、效率高、占地面積小等特點(diǎn)，是傳統(tǒng)氣體激光器和離子激光器可靠且穩(wěn)定的替代品。
 

波長(zhǎng)精度和光譜穩(wěn)定性

DPSS激光器使用特定的晶體和諧振器設(shè)計(jì)來(lái)嚴(yán)格控制發(fā)射波長(zhǎng)，在指定波長(zhǎng)下提供精確穩(wěn)定的輸出。氬離子和氦鎘激光器依賴于它們所用氣體的原子躍遷，這可能會(huì)受到氣體壓力和放電條件等因素的影響，從而導(dǎo)致波長(zhǎng)發(fā)射的可預(yù)測(cè)性和精確性降低。這些因素也會(huì)影響光譜穩(wěn)定性，從而降低長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)的精度。這一改變可更加適用于需要長(zhǎng)時(shí)間一致波長(zhǎng)的應(yīng)用，例如熒光、拉曼光譜和光刻過(guò)程，DPSS激光器在特定波長(zhǎng)下可以提供穩(wěn)定、長(zhǎng)期的高性能。
 

超窄線寬和光譜純度

DPSS 激光器可產(chǎn)生低發(fā)散度的高質(zhì)量TEM00高斯光束。與氣體和離子激光器相比，DPSS激光器的線寬在更長(zhǎng)的相干長(zhǎng)度上窄了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這有助于高分辨率測(cè)量，同時(shí)也降低干擾和噪聲強(qiáng)度。這些都是半導(dǎo)體檢測(cè)和光譜學(xué)等分析應(yīng)用中的關(guān)鍵參數(shù)，DPSS激光器可以提供更高的準(zhǔn)確性和清晰度。
 

提高能效，減少發(fā)熱

由于高壓電源、激光管工作以及額外冷卻的熱量產(chǎn)生，氣體和離子激光器在功率轉(zhuǎn)化效率方面處于劣勢(shì)。DPSS激光器具有高電光效率，相較于氣體激光器，其功耗明顯降低，同時(shí)產(chǎn)生更高的輸出功率。這對(duì)于降低能源消耗和減少發(fā)熱效應(yīng)非常重要，特別是在對(duì)功率效率和維護(hù)成本有擔(dān)憂的情況下。
 

緊湊的尺寸

相較于氣體激光器，DPSS激光器通常更小、更緊湊，便于集成到各種系統(tǒng)和設(shè)置中，提高了靈活性和適用性。
 

維護(hù)成本低，使用壽命長(zhǎng)

DPSS激光器通常具有更長(zhǎng)的使用壽命，更短的維護(hù)間隔，從而極大的減少了停機(jī)時(shí)間和運(yùn)行中斷。氦鎘激光器通常需要在5,000小時(shí)后頻繁更換氣管，并且容易出現(xiàn)風(fēng)扇和控制板故障。激光管可能不會(huì)在其使用壽命結(jié)束時(shí)簡(jiǎn)單地“死亡”，而是可能表現(xiàn)出性能下降或不穩(wěn)定，因此需要更換或翻新。這時(shí)，鉻金屬作為一種毒性材料會(huì)極大地增加處理難度。氬離子激光器的典型維護(hù)要求包括每5,000小時(shí)更換一次等離子管和5年后更換陰極接線。電源和冷卻系統(tǒng)故障是氣體和離子激光器經(jīng)常報(bào)告的維護(hù)問(wèn)題，通常需要完全更換這些組件以確保激光器的持續(xù)運(yùn)行。相較于氦鎘激光器和氬離子激光器，其長(zhǎng)期穩(wěn)定性更高，可靠性更強(qiáng)，為工業(yè)客戶帶來(lái)了明顯的優(yōu)勢(shì)。
 

降低成本

盡管DPSS激光器的初始成本可能較高，但隨著時(shí)間的推移，其較低的運(yùn)營(yíng)成本、更長(zhǎng)的使用壽命以及較低的維護(hù)要求使其總體擁有成本大幅減少。相比之下，氦鎘和氬離子激光器的高運(yùn)行和維護(hù)成本可能在長(zhǎng)期內(nèi)導(dǎo)致顯著的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
 

DPSS激光器

昊量光電新推出一款紫外連續(xù)激光器可高效地代替氦鎘和氬離子激光器在紫外波段施展拳腳。這款新推出的320/349 nm窄線寬紫外連續(xù)激光器，輸出功率可達(dá)200 mW，線寬<0.5 MHz，相干距離>100 m，相比于傳統(tǒng)氦鎘激光器325nm和氬離子激光器351.1nm，該紫外連續(xù)激光器可以在320nm以及325nm產(chǎn)生更高的輸出功率，更窄的單模線寬及更強(qiáng)的穩(wěn)定性，并且其在緊湊尺寸內(nèi)集成了控制器和散熱，節(jié)省了空間和成本。
 

不同的方案在不同的應(yīng)用領(lǐng)域具有各自的優(yōu)勢(shì)和局限性。隨著激光技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來(lái)可能還會(huì)涌現(xiàn)出更多創(chuàng)新的激光器技術(shù)，為氦鎘和離子激光器找到更靈活、高效的替代品。

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