एकल-मोड फाइबर लेजर के चयन के लिए संदर्भ

चयन के लिए संदर्भएकल-मोड फाइबर लेजर
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, उपयुक्त एकल-मोड का चयन करनाफाइबर लेजरयह सुनिश्चित करने के लिए कि इसका प्रदर्शन विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं, परिचालन वातावरण और बजट बाधाओं से मेल खाता है, विभिन्न मापदंडों का व्यवस्थित मूल्यांकन आवश्यक है। यह खंड आवश्यकताओं के आधार पर एक व्यावहारिक चयन पद्धति प्रदान करेगा।
अनुप्रयोग परिदृश्यों पर आधारित चयन रणनीति
प्रदर्शन आवश्यकताओं के लिएपराबैंगनीकिरणविभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों में काफ़ी भिन्नता होती है। चयन का पहला चरण अनुप्रयोग की मुख्य माँगों को स्पष्ट करना है।
सटीक सामग्री प्रसंस्करण और माइक्रो-नैनो निर्माण: ऐसे अनुप्रयोगों में बारीक कटाई, ड्रिलिंग, सेमीकंडक्टर वेफर डाइसिंग, माइक्रोन-स्तरीय अंकन और 3D प्रिंटिंग आदि शामिल हैं। इनमें बीम गुणवत्ता और केंद्रित बिंदु आकार की अत्यधिक उच्च आवश्यकताएँ होती हैं। M² गुणांक वाले लेज़र का चयन किया जाना चाहिए जिसका मान यथासंभव 1 के करीब हो (जैसे <1.1)। आउटपुट शक्ति का निर्धारण सामग्री की मोटाई और प्रसंस्करण गति के आधार पर किया जाना चाहिए। आमतौर पर, दसियों से लेकर सैकड़ों वाट तक की शक्ति अधिकांश माइक्रो-प्रसंस्करण की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है। तरंगदैर्ध्य के संदर्भ में, 1064nm अपनी उच्च अवशोषण दर और प्रति वाट लेज़र शक्ति की कम लागत के कारण अधिकांश धातु सामग्री प्रसंस्करण के लिए पसंदीदा विकल्प है।
वैज्ञानिक अनुसंधान और उच्च-स्तरीय मापन: अनुप्रयोग परिदृश्यों में प्रकाशिक चिमटी, शीत परमाणु भौतिकी, उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपी और इंटरफेरोमेट्री शामिल हैं। ये क्षेत्र आमतौर पर लेज़रों की एकवर्णता, आवृत्ति स्थिरता और शोर प्रदर्शन का अत्यधिक अध्ययन करते हैं। संकीर्ण रेखा-चौड़ाई (यहाँ तक कि एकल आवृत्ति) और कम-तीव्रता वाले शोर वाले मॉडलों को प्राथमिकता दी जानी चाहिए। तरंगदैर्घ्य का चयन किसी विशिष्ट परमाणु या अणु की अनुनाद रेखा के आधार पर किया जाना चाहिए (उदाहरण के लिए, रुबिडियम परमाणुओं को ठंडा करने के लिए आमतौर पर 780nm का उपयोग किया जाता है)। हस्तक्षेप प्रयोगों के लिए आमतौर पर बायस रखरखाव आउटपुट आवश्यक होता है। बिजली की आवश्यकता आमतौर पर अधिक नहीं होती है, और कई सौ मिलीवाट से लेकर कई वाट तक अक्सर पर्याप्त होते हैं।
चिकित्सा और जैव प्रौद्योगिकी: इसके अनुप्रयोगों में नेत्र शल्य चिकित्सा, त्वचा उपचार और प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शी इमेजिंग शामिल हैं। आँखों की सुरक्षा प्राथमिक विचार है, इसलिए 1550 नैनोमीटर या 2μm तरंगदैर्ध्य वाले लेज़र, जो आँखों की सुरक्षा बैंड में होते हैं, अक्सर चुने जाते हैं। नैदानिक ​​अनुप्रयोगों के लिए, शक्ति स्थिरता पर ध्यान देने की आवश्यकता है; चिकित्सीय अनुप्रयोगों के लिए, उपचार की गहराई और ऊर्जा आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त शक्ति का चयन किया जाना चाहिए। ऐसे अनुप्रयोगों में प्रकाशीय संचरण का लचीलापन एक प्रमुख लाभ है।
संचार और संवेदन: फाइबर ऑप्टिक संवेदन, LiDAR और अंतरिक्ष ऑप्टिकल संचार विशिष्ट अनुप्रयोग हैं। इन परिदृश्यों के लिएलेज़रउच्च विश्वसनीयता, पर्यावरण अनुकूलता और दीर्घकालिक स्थिरता के लिए। ऑप्टिकल फाइबर में सबसे कम संचरण हानि के कारण 1550nm बैंड पसंदीदा विकल्प बन गया है। सुसंगत पहचान प्रणालियों (जैसे सुसंगत लिडार) के लिए, स्थानीय दोलक के रूप में अत्यंत संकीर्ण रेखा-चौड़ाई वाले एक रैखिक ध्रुवीकृत लेज़र की आवश्यकता होती है।
2. प्रमुख मापदंडों की प्राथमिकता क्रमबद्धता
अनेक मापदंडों को देखते हुए, निम्नलिखित प्राथमिकताओं के आधार पर निर्णय लिए जा सकते हैं:
निर्णायक मानदंड: सबसे पहले, तरंगदैर्ध्य और किरण की गुणवत्ता निर्धारित करें। तरंगदैर्ध्य अनुप्रयोग की आवश्यक आवश्यकताओं (सामग्री अवशोषण विशेषताएँ, सुरक्षा मानक, परमाणु अनुनाद रेखाएँ) द्वारा निर्धारित होती है, और आमतौर पर इसमें कोई समझौता नहीं होता है। किरण की गुणवत्ता सीधे अनुप्रयोग की मूल व्यवहार्यता निर्धारित करती है। उदाहरण के लिए, परिशुद्ध मशीनिंग अत्यधिक उच्च M² वाले लेज़रों को स्वीकार नहीं कर सकती।
प्रदर्शन मानदंड: दूसरा, आउटपुट पावर और लाइन की चौड़ाई/ध्रुवीकरण पर ध्यान दें। यह शक्ति अनुप्रयोग की ऊर्जा सीमा या दक्षता आवश्यकताओं को पूरा करनी चाहिए। लाइन की चौड़ाई और ध्रुवीकरण विशेषताएँ अनुप्रयोग के विशिष्ट तकनीकी मार्ग (जैसे कि हस्तक्षेप या आवृत्ति दोहरीकरण शामिल है या नहीं) के आधार पर निर्धारित की जाती हैं। व्यावहारिक मानदंड: अंत में, स्थिरता (जैसे दीर्घकालिक आउटपुट पावर स्थिरता), विश्वसनीयता (त्रुटि-रहित संचालन समय), वॉल्यूम पावर खपत, इंटरफ़ेस संगतता और लागत पर विचार करें। ये मानदंड वास्तविक कार्य वातावरण में लेज़र के एकीकरण की कठिनाई और स्वामित्व की कुल लागत को प्रभावित करते हैं।

3. एकल-मोड और बहु-मोड के बीच चयन और निर्णय
हालाँकि यह लेख एकल-मोड पर केंद्रित हैफाइबर लेज़रोंवास्तविक चयन में सिंगल-मोड चुनने की आवश्यकता को स्पष्ट रूप से समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है। जब किसी अनुप्रयोग की मुख्य आवश्यकताएँ उच्चतम प्रसंस्करण सटीकता, सबसे छोटा ताप-प्रभावित क्षेत्र, अधिकतम फ़ोकसिंग क्षमता या सबसे लंबी संचरण दूरी हों, तो सिंगल-मोड फ़ाइबर लेज़र ही एकमात्र सही विकल्प है। इसके विपरीत, यदि अनुप्रयोग में मुख्य रूप से मोटी प्लेट वेल्डिंग, बड़े क्षेत्र का सतह उपचार या कम दूरी का उच्च-शक्ति संचरण शामिल है, और पूर्ण सटीकता की आवश्यकता अधिक नहीं है, तो मल्टीमोड फ़ाइबर लेज़र अपनी उच्च कुल शक्ति और कम लागत के कारण अधिक किफायती और व्यावहारिक विकल्प बन सकते हैं।