Введение
Наносекундные лазеры с модуляцией добротности характеризует энергия в импульсе ~0,1-1 Дж при частоте ~1-100 Гц.
Применения:
- Лазерная накачка
- Резка, микрообработка и маркировка
- Лазерное ударное упрочнение
- Лазерная очистка
- Лазерное дистанционное зондирование
- Научные исследования: LIBS, PIV, LIF, физика плазмы, спектроскопия
СОЛАР ЛС (Беларусь) – производитель лазерного и спектрального оборудования, в том числе наносекундных лазеров для задач науки и промышленности, пользующихся спросом на российском рынке.
Litron Lasers – европейский производитель импульсных и непрерывных твердотельных лазеров, которые характеризуются качеством и надежностью благодаря многолетнему опыту и собственному производству компонентов. Дополнительными преимуществами являются удобство управления, модульная конструкция и широкий выбор дополнительных опций для соответствия требованиям пользователя. Залог бесперебойной работы лазеров в жестких условиях – надежный корпус с усиленной защитой от внешних воздействий, оптическая система на рельсе из инвара и долгий срок службы компонентов.
В обзоре для наглядного сравнения приведены характеристики востребованных моделей лазеров СОЛАР ЛС и Litron Lasers.
Сравнение моделей наносекундных лазеров СОЛАР ЛС и Litron Lasers
Лазеры с высокой и сверхвысокой энергией импульса
Энергия импульса современных наносекундных Nd:YAG лазеров достигает 1 Дж @1064 нм, а энергия лазеров со сверхвысокой энергией – 10 Дж при 1064 нм и более 1 Дж при 532 нм и 355 нм, что открывает новые возможности как для промышленных приложений обработки материалов, так и для научных исследований.
Таблица 1. Сравнение лазеров с высокой и сверхвысокой энергией импульса
|
LQ929 (СОЛАР ЛС)
|
LQ529 (СОЛАР ЛС)
|
LPY600/700 10-50 Гц (Litron)
|
LPY10J (Litron)
|
Длина волны, нм
|
1064*
|
1064*
|
1064*
|
1064**
|
Энергия в импульсе, мДж
|
1000-1400
|
150-500
|
380 – 2000
|
10 000
|
Длительность импульса, нс
|
10 – 12
|
10 – 13
|
6 – 10
|
7 – 11 / 16 – 20
|
Частота повторения импульсов, Гц
|
5 – 10
|
5 – 50
|
10 – 50
|
1 – 5
|
Стабильность энергии от импульса к импульсу (RMS)
|
<2,5%
|
<2,5%
|
2%
|
<2%
|
Диаметр пучка, мм
|
≤10 @1000 мДж
|
5 – 8
|
6,4 – 12,5
|
25
|
Расходимость пучка, мрад
|
≤1,5
|
≤1,5
|
<0,8 / <0,5
|
<0,8 / <0,5
|
Тип резонатора
|
кольцевой
|
кольцевой
|
стабильный/стабильный телескопический/супергауссовый
|
стабильный телескопический/супергауссовый
|
* доступны внешние генераторы гармоник со 2-й по 5-ю
** доступны внешние генераторы гармоник со 2-й по 4-ю
Таблица 2. Сравнение лазеров с высокой энергией импульса и высокой частотой повторения импульсов
|
LQ629 (СОЛАР ЛС)
|
LPY600/700 100 – 200 Гц (Litron)
|
Длина волны, нм
|
1064*
|
1064*
|
Энергия в импульсе, мДж
|
200
|
70 – 400
|
Длительность импульса, нс
|
9 – 12
|
10 – 18
|
Частота повторения импульсов, Гц
|
100
|
100 – 200
|
Стабильность энергии от импульса к импульсу (RMS)
|
<1,5%
|
<2%
|
Диаметр пучка, мм
|
≤5
|
4 – 6,4
|
Расходимость пучка, мрад
|
≤1,5
|
<5
|
Тип резонатора
|
кольцевой
|
стабильный
|
Ресурс ламп накачки
|
5*10^7 импульсов
|
15*10^7 импульсов
|
* доступны внешние генераторы гармоник со 2-й по 5-ю
Лазеры обоих производителей имеют высокую стабильность выходного излучения, компактный однофазный блок питания, могут быть оснащены аттенюатором. По запросу лазеры могут обеспечить выход в режиме TEM00 с низкими значениями M2.
Как видно из таблиц 1 и 2, модели Litron со сверхвысокой энергией импульса (до 10 Дж) и частотой до 200 Гц не имеют аналогов среди моделей СОЛАР ЛС. Также рассматриваемые модели отличает тип резонатора. Кольцевая схема резонатора моделей СОЛАР ЛС обеспечивает пучок с П-образным профилем, высокой энергетической и пространственной стабильностью.
Лазеры Litron LPY в зависимости от требуемых характеристик выходного пучка могут быть оснащены стабильными, стабильными телескопическими или супергауссовыми резонаторами. Стабильный резонатор подходит для создания однородного пучка. Стабильный телескопический резонатор приводит к меньшим значениям M2 (~3,5) и оптимален для приложений, где требуется однородный пространственный профиль в ближнем поле. Супергауссовый резонатор обеспечивает M2 <2, низкую расходимость пучка и равномерное распределение энергии в небольшом сфокусированном пятне.
Модели Litron также выделяет расширенный функционал: несколько вариантов интерфейсов связи, автоматический мониторинг с обратной связью, автонастройка гармоник для достижения максимальной выходной энергии, опция сужения спектральной линии, опция обеспечения одночастотного выхода с помощью инжекционного задающего модуля, резонаторы с компенсацией двойного лучепреломления.
Лазеры с диодной накачкой (DPSS-лазеры)
Диодная накачка лазеров обладает рядом преимуществ в сравнении с традиционной ламповой накачкой. Диодная накачка увеличивает эффективность лазерной генерации, за счет длительного срока службы диодов упрощается эксплуатационное обслуживание системы. DPSS-лазеры отличает надежность работы, сниженное тепловыделение и меньший вес.
Таблица 3. Сравнение лазеров с диодной накачкой
|
QX500 (СОЛАР ЛС)
|
TRLi DPSS (Litron)
|
Plasma (Litron)
|
Длина волны, нм
|
1064*
|
1064*
|
1064*
|
Энергия в импульсе, мДж
|
160
|
100 – 360
|
400 – 1000
|
Длительность импульса, нс
|
10
|
8 – 12
|
9 – 14
|
Частота повторения импульсов, Гц
|
20
|
10 – 300
|
100
|
Стабильность энергии от импульса к импульсу (RMS)
|
<1,5%
|
0,2%
|
0,2%
|
Диаметр пучка, мм
|
<5
|
5 – 6,4
|
9,5
|
Расходимость пучка, мрад
|
≤ 1,5
|
≤2
|
≤2
|
Ресурс диодов накачки
|
10^9 импульсов
|
4×10^9 импульсов
|
4×10^9 импульсов
|
* доступны внешние генераторы гармоник со 2-й по 5-ю
DPSS-лазеры Litron имеют больший ресурс диодов накачки, а также высокие значения энергии импульса и частоты в сравнении с аналогичными моделями СОЛАР ЛС. Стабильность от импульса к импульсу 0,2% у моделей Litron достигается благодаря современной электронике управления накачкой, жесткой механической конструкции на оптическом рельсе из инвара и стабильному резонатору (также доступен выбор супергауссового резонатора).
Компактные лазеры
Компактные, мобильные лазеры удобны для применения в лабораторных или полевых условиях, легко интегрируются в промышленные автоматизированные системы. В некоторых приложениях требуется сочетание высокой мощности, компактности, прочного корпуса и эксплуатационной надежности лазера для стабильной работы в жестких условиях.
Таблица 4. Сравнение компактных и сверхкомпактных лазеров с высокой энергией импульса
|
LQ215 (СОЛАР ЛС)
|
LQ115 (СОЛАР ЛС)
|
Nano S (Litron)
|
Nano L (Litron)
|
Длина волны, нм
|
1064*
|
1064**
|
1064*
|
1064*
|
Энергия в импульсе, мДж
|
180
|
90
|
30 – 130
|
90 – 340
|
Длительность импульса, нс
|
6 – 10
|
8
|
4 – 7
|
6 – 9
|
Частота повторения импульсов, Гц
|
10 – 30
|
1 – 5
|
10 – 50
|
10 – 100
|
Стабильность энергии от импульса к импульсу (RMS)
|
<1,5
|
<6
|
2
|
2
|
Диаметр пучка, мм
|
5
|
<5
|
4
|
4 – 6,4
|
Расходимость пучка, мрад
|
≤1,5
|
≤3,5
|
<2,5
|
<1,5 – 2,5
|
Размеры излучателя, мм
|
455 х 165 х 140 ***
|
405 х 122 х 138 ***
|
292 х 82 х 62
|
380 х 96 х 74
|
Охлаждение
|
интегрированное жидкостное
|
воздушное
|
интегрированное жидкостное
|
интегрированное жидкостное
|
* доступны гармоники со 2-й по 5-ю
** доступны гармоники со 2-й по 4-ю
*** с встроенными генераторами гармоник
Лазеры LQ215 и Nano подходят для использования в жестких промышленных условиях: системы виброустойчивы и заключены в прочные пылезащищенные корпуса.
Компактные комбинируемые внешние модули генерации гармоник лазеров Litron позволяют уменьшить габариты готовой системы. Nano S — одни из самых маленьких лазеров своего класса в мире. Лазеры Litron серии Nano могут быть оснащены стабильным, супергауссовым или телескопическим резонатором.
Заключение
СОЛАР ЛС и Litron Lasers производят наносекундные Nd:YAG лазеры, удовлетворяющие требованиям большинства актуальных задач науки и промышленности. Как видно из проведенного сравнения конкретных моделей, лазеры Litron выделяются как по доступному диапазону значений основных параметров, так и по функционалу и дополнительным опциям. В сочетании с модульной конструкцией эти особенности дают заказчику гибкость в выборе.
Интегрированные лазерные системы «под ключ» с автоматической настройкой и разнообразными способами управления и интеграции, ультрастабильная оптическая система на основе оптического рельса из инвара, корпус с промышленной степенью защиты – идеальное решение для высокотехнологичного производства.
С каталогом Litron Lasers Вы можете ознакомиться здесь.
Компания INSCIENCE занимается поставкой импульсных лазерных систем для обработки материалов и научных исследований.