Введение
Наносекундные лазеры с модуляцией добротности характеризует энергия в импульсе ~0,1-1 Дж при частоте ~1-100 Гц.
Применения:
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 |
|
5 – 8 |
6,4 – 12,5 |
25 |
|
Расходимость пучка, мрад |
|
|
<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 |
|
4 – 6,4 |
|
Расходимость пучка, мрад |
|
<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 |
|
|
|
|
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 |
|
|
<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.
В обзоре сравниваются наиболее востребованные модели наносекундных лазеров производства Litron Lasers и СОЛАР ЛС, в том числе лазеры с модуляцией добротности с высокой и сверхвысокой энергией импульса, высокой частотой повторения импульсов, компактные лазеры и лазеры с диодной накачкой.
г. Санкт-Петербург, улица Савушкина 83, корп. 3
