सिंगल-मोड फाइबर लेजर के चयन के लिए संदर्भ

चयन के लिए संदर्भसिंगल-मोड फाइबर लेजर
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, उपयुक्त सिंगल-मोड का चयन करनाफाइबर लेजरइसके प्रदर्शन को विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं, परिचालन वातावरण और बजट सीमाओं के अनुरूप सुनिश्चित करने के लिए विभिन्न मापदंडों का व्यवस्थित रूप से मूल्यांकन करना आवश्यक है। यह अनुभाग आवश्यकताओं के आधार पर एक व्यावहारिक चयन पद्धति प्रदान करेगा।
अनुप्रयोग परिदृश्यों पर आधारित चयन रणनीति
प्रदर्शन संबंधी आवश्यकताएँपराबैंगनीकिरणविभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों में इनमें काफी भिन्नता पाई जाती है। चयन का पहला चरण अनुप्रयोग की मुख्य आवश्यकताओं को स्पष्ट करना है।
सटीक पदार्थ प्रसंस्करण और सूक्ष्म-नैनो विनिर्माण: ऐसे अनुप्रयोगों में महीन कटाई, ड्रिलिंग, सेमीकंडक्टर वेफर डाइसिंग, माइक्रोन-स्तर की मार्किंग और 3D प्रिंटिंग आदि शामिल हैं। इनमें बीम की गुणवत्ता और केंद्रित स्पॉट के आकार के लिए अत्यंत उच्च आवश्यकताएं होती हैं। 1 के लगभग बराबर (जैसे <1.1) M² फैक्टर वाला लेजर चुना जाना चाहिए। आउटपुट पावर पदार्थ की मोटाई और प्रसंस्करण गति के आधार पर निर्धारित की जानी चाहिए। सामान्यतः, दसियों से लेकर सैकड़ों वाट तक की पावर अधिकांश सूक्ष्म प्रसंस्करण की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है। तरंगदैर्ध्य के संदर्भ में, 1064nm अधिकांश धातु पदार्थों के प्रसंस्करण के लिए पसंदीदा विकल्प है, क्योंकि इसकी अवशोषण दर उच्च होती है और लेजर पावर की प्रति वाट लागत कम होती है।
वैज्ञानिक अनुसंधान और उच्च स्तरीय मापन: अनुप्रयोग परिदृश्यों में ऑप्टिकल ट्वीज़र, कोल्ड एटम भौतिकी, उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपी और इंटरफेरोमेट्री शामिल हैं। इन क्षेत्रों में आमतौर पर लेज़रों की मोनोक्रोमैटिसिटी, आवृत्ति स्थिरता और शोर प्रदर्शन को बेहतर बनाने पर विशेष ध्यान दिया जाता है। संकीर्ण लाइनविड्थ (यहां तक ​​कि एकल आवृत्ति) और कम तीव्रता वाले शोर वाले मॉडलों को प्राथमिकता दी जानी चाहिए। तरंगदैर्ध्य का चयन किसी विशिष्ट परमाणु या अणु की अनुनाद रेखा के आधार पर किया जाना चाहिए (उदाहरण के लिए, 780 एनएम का उपयोग आमतौर पर रुबिडियम परमाणुओं को ठंडा करने के लिए किया जाता है)। व्यतिकरण प्रयोगों के लिए आमतौर पर बायस मेंटेनेंस आउटपुट आवश्यक होता है। बिजली की आवश्यकता आमतौर पर अधिक नहीं होती है, और कुछ सौ मिलीवाट से लेकर कुछ वाट तक की बिजली अक्सर पर्याप्त होती है।
चिकित्सा और जैव प्रौद्योगिकी: इसके अनुप्रयोगों में नेत्र शल्य चिकित्सा, त्वचा उपचार और फ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी इमेजिंग शामिल हैं। आंखों की सुरक्षा सर्वोपरि है, इसलिए 1550 एनएम या 2 माइक्रोमीटर तरंगदैर्ध्य वाले लेजर, जो आंखों की सुरक्षा सीमा में आते हैं, अक्सर चुने जाते हैं। नैदानिक ​​अनुप्रयोगों के लिए, शक्ति स्थिरता पर ध्यान देना आवश्यक है; चिकित्सीय अनुप्रयोगों के लिए, उपचार की गहराई और ऊर्जा आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त शक्ति का चयन किया जाना चाहिए। इन अनुप्रयोगों में ऑप्टिकल संचरण की लचीलता एक प्रमुख लाभ है।
संचार और संवेदन: फाइबर ऑप्टिक संवेदन, लिडार और अंतरिक्ष ऑप्टिकल संचार विशिष्ट अनुप्रयोग हैं। इन परिदृश्यों के लिए आवश्यकता होती हैलेज़रउच्च विश्वसनीयता, पर्यावरणीय अनुकूलता और दीर्घकालिक स्थिरता के लिए, 1550 एनएम बैंड ऑप्टिकल फाइबर में सबसे कम संचरण हानि के कारण पसंदीदा विकल्प बन गया है। सुसंगत पहचान प्रणालियों (जैसे सुसंगत लिडार) के लिए, एक स्थानीय दोलक के रूप में अत्यंत संकीर्ण लाइनविड्थ वाले रैखिक रूप से ध्रुवीकृत लेजर की आवश्यकता होती है।
2. प्रमुख मापदंडों का प्राथमिकता क्रम निर्धारण
कई मापदंडों को ध्यान में रखते हुए, निम्नलिखित प्राथमिकताओं के आधार पर निर्णय लिए जा सकते हैं:
निर्णायक मापदंड: सबसे पहले, तरंगदैर्ध्य और किरणन की गुणवत्ता निर्धारित करें। तरंगदैर्ध्य का निर्धारण अनुप्रयोग की मूलभूत आवश्यकताओं (सामग्री अवशोषण विशेषताएँ, सुरक्षा मानक, परमाणु अनुनाद रेखाएँ) द्वारा किया जाता है, और आमतौर पर इसमें कोई समझौता नहीं किया जा सकता। किरणन की गुणवत्ता सीधे अनुप्रयोग की मूलभूत व्यवहार्यता निर्धारित करती है। उदाहरण के लिए, सटीक मशीनिंग में अत्यधिक उच्च M² वाले लेज़रों का उपयोग नहीं किया जा सकता है।
प्रदर्शन मापदंड: दूसरे, आउटपुट पावर और लाइन चौड़ाई/ध्रुवीकरण पर ध्यान दें। पावर को एप्लिकेशन की ऊर्जा सीमा या दक्षता आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। लाइन चौड़ाई और ध्रुवीकरण विशेषताएँ एप्लिकेशन के विशिष्ट तकनीकी मार्ग (जैसे कि हस्तक्षेप या आवृत्ति दोहरीकरण शामिल है या नहीं) के आधार पर निर्धारित की जाती हैं। व्यावहारिक मापदंड: अंत में, स्थिरता (जैसे दीर्घकालिक आउटपुट पावर स्थिरता), विश्वसनीयता (दोषरहित संचालन समय), वॉल्यूम पावर खपत, इंटरफ़ेस अनुकूलता और लागत पर विचार करें। ये मापदंड वास्तविक कार्य वातावरण में लेजर के एकीकरण की कठिनाई और कुल स्वामित्व लागत को प्रभावित करते हैं।

3. सिंगल-मोड और मल्टी-मोड के बीच चयन और निर्णय
हालांकि यह लेख सिंगल-मोड पर केंद्रित हैफाइबर लेजरवास्तविक चयन में सिंगल-मोड चुनने की आवश्यकता को स्पष्ट रूप से समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है। जब किसी अनुप्रयोग की मुख्य आवश्यकताएं उच्चतम प्रसंस्करण सटीकता, न्यूनतम ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र, उत्कृष्ट फोकसिंग क्षमता या अधिकतम संचरण दूरी हों, तो सिंगल-मोड फाइबर लेजर ही एकमात्र सही विकल्प है। इसके विपरीत, यदि अनुप्रयोग में मुख्य रूप से मोटी प्लेटों की वेल्डिंग, बड़े क्षेत्र का सतही उपचार या कम दूरी पर उच्च-शक्ति संचरण शामिल है, और पूर्ण सटीकता की आवश्यकता अधिक नहीं है, तो मल्टीमोड फाइबर लेजर अपनी उच्च कुल शक्ति और कम लागत के कारण अधिक किफायती और व्यावहारिक विकल्प बन सकते हैं।