Lazè gwo pouvwa yo te vin tounen yon zouti estanda ak omniprésente nan anpil aplikasyon endistriyèl, an pati akòz enèji jisteman kontwole yo bay. Men, "gwo pouvwa" ka yon tèm difisil analize, epi souvan mande pou kèk kontèks defini.
Aplikasyon lazè yo se yon èd limite lè li rive pou detèmine papòt pwodiksyon gwo pouvwa, paske paramèt lazè yo ka varye ant yon reyon 10-watt nan yon enprimant 3D a yon reyon 100-kilowatt ki te pwodwi pa yon lazè satelit. Ki sa ki konstitye fonksyonalite rich pou yon aplikasyon pa janm dokimante nan yon lòt. Lè yo aplike nan lazè nan longèdonn diferan, lè w konpare operasyon kontinyèl ak enpulsyon, e menm lè w konpare sous eta solid, gaz oswa dope kristal, "gwo pouvwa" vin yon tèm relatif.
Menm gwo bout bwa ki ka penetre asye oswa ki ka relè siyal telecom sou distans ki long ka lakòz tou gwo domaj nan konpozan optik sansib ki gide ak fòme limyè nan kad yon sistèm lazè. "Ou dwe kontwole tout ti detay, oswa ti detay sa yo pral kote domaj la kòmanse - ak pwochen bagay ou konnen, ou te boule mwatye yon milyon dola nan eleman," di Tim McComb, manadjè devlopman biznis mondyal. nan Coherent.
Kontwol kalite
Yon gwo kantite konpozan optik yo bezwen asire ke gwo bout bwa a lazè reyalize fòm nan vle, gwosè ak entansite. Anplis lantiy yo itilize pou konsantre ak kolimate gwo bout bwa a, sistèm lazè tipikman gen miwa, polarizateur ak splitter gwo bout bwa. Chak konpozan sa yo dwe fabrike ak machin ak presizyon, ak Lè sa a, trete ak kouch espesyalize pou asire ke pwodwi final la gen bon absòpsyon limyè, transmisyon ak karakteristik refleksyon. San siveyans atansyon, chak etap nan fabrikasyon, polisaj, kouch ak tès bay anpil opòtinite pou domaj oswa erè ki ka mennen nan echèk sistèm.
Yon eleman ka gen zòn ki defektye ki esansyèlman kreye lyen fèb nan tout asanble optik la. Paske defo a absòbe enèji ki ta dwe transmèt oswa reflete, echèk evantyèlman nan eleman sa a ka pwopaje nan rès sistèm nan, di Matthew Dabney, enjenyè prensipal lazè nan Altamont Optics.
Ekla lazè a ka lakòz tou pwoblèm nan deformation tèmik pwovoke nan optik la. Menm si efè sa yo pa imedyatman detwi optik ki afekte yo, yo ka lakòz chanjman nan endèks refraktif materyèl la, ki ka lakòz pwodiksyon lazè defòme oswa pa pi bon. Kòm yon rezilta, manifaktirè lazè yo dwe okouran de yon kantite konsiderasyon lè yo espesifye konpozan optik pou yon sistèm lazè patikilye.
Premye a se chwa yo nan materyèl. Silica fusion se yon vè trè byen karakterize ak absòpsyon ki ba anpil epi li fasil pou fòme ak poli, ki souvan fè li pi bon chwa pou anpil konpozan optik transmisyon ak meditativ.
Dirk Hauschild, direktè rechèch ak devlopman optik lazè nan Focuslight te di: "Nou toujou eseye sèvi ak silica fusion lè nou fè aplikasyon pou gwo pouvwa. "Ou jwenn nivo ki pi wo nan bon jan kalite, ak kouch yo sou silica fusion gen pi gwo papòt domaj."
Sepandan, kèk sistèm lazè mande pou plis espesyalize altènativ. Lazè lantiy nan CO 2 gwo pouvwa yo souvan te fè nan selenide zenk, ki montre pèfòmans fò nan enfrawouj la fò, men li ka pi difisil pou itilize. Tankou lòt materyèl optik, selenide zenk yo dwe jisteman modle ak lis. Ti domaj sifas yo ka mennen nan pwoblèm pèfòmans oswa, pi mal, akimilasyon lokalize akòz enèji ak chalè nan lazè a. Hauschild di sa a ka estrès substra a, ki ka lakòz nenpòt kouch krak ak boule. "Pou aplikasyon vrèman gwo pouvwa, yon sèl domaj ka detwi tout optik la."
Elimine defo sa yo mande pou pwosesis metikuleu fanm k'ap pile ak polisaj, ki te swiv pa yon bon jan kalite kontwòl, di Emiliano Ioffe, manadjè devlopman ak jeni pwosesis IR Ophir la, ki gen konpayi tipikman vize valè brutality sifas ki mwens pase 1 nm sou eleman li yo, ki pa gen okenn reyur oswa gouges pèmèt. . Sa a se patikilyèman difisil lè w ap itilize materyèl silica ki pa fusion, e Ioffe di ekip li a te oblije devlope yon pwosesis polisaj espesyalize pou optik selenide zenk yo itilize nan lazè CO 2 konpayi an, espesyalman lè w ap prepare materyèl pou optik asferik ki vin de pli zan pli popilè. .
Lè sa a, sifas parfe lis sa yo dwe kouvri inifòmman ak kouch espesyalize ki bay bon pwopriyete meditativ oswa antireflektif nan eleman yo. hauschild di ke penti yo souvan lyen ki pi fèb nan konsepsyon an. Paske yo tèlman mens, yo ka ka zo kase, epi yo ka chanje pwopriyete materyèl sou tan. Kòm yon rezilta, mal chwazi oswa aplike kouch ka anile travay di ki ale nan pwodwi lantiy la pafè oswa glas.
Anplis pwopriyete absòpsyon ak refleksyon yo, yo dwe chwazi kouch yo pou pèfòmans optimal nan longèdonn espesifik. "Pou iltravyolèt, twa oswa kat materyèl yo tipikman itilize, pandan y ap pou enfrawouj, gen yon seri trè diferan nan twa oswa kat materyèl," di Dabney.
Nan anpil ka, konpozan yo dwe resevwa plizyè kouch diferan kouch pou amelyore pèfòmans optik yo vle, men amelyorasyon sa a ka mande pou konpwomi. "Ou ka ajoute pi plis ak plis kouch amelyore reflektivite nan glas la, men lè ou ajoute kouch, yo menm tou yo absòbe, kidonk ou pèdi kèk nan limyè a absòbe," Ioffe di. "Genyen toujou yon balans ant absòpsyon ak refleksyon ak transmisyon."
Plizyè kouch yo dwe fèt ak anpil atansyon tou pou evite pik nan fòs jaden elektrik nan koòdone ant kouch, sa ki ka konpwomèt entegrite kouch la epi finalman mennen nan echèk eleman.
Jwenn dwèt ki gen sans
Kenbe yon wo nivo de kontwòl kalite pandan y ap manifakti sou yon echèl komèsyal pa janm fasil. Pou kèk mezi pèfòmans debaz, tankou absòpsyon, pa gen okenn estanda inivèsèl ke konpayi yo ka itilize. "Ou pa ka achte yon echantiyon ak yon pousantaj absòpsyon espesifik kòm yon sistèm kalibrasyon mèt," di Ioffe. "Nou te devlope ak bati sistèm nan kay la pou mezire absòpsyon, chanjman faz, reflektans ak transmisyon nan diferan ang ak diferan polarizasyon."
Mank yon estanda inivèsèl se patikilyèman pwoblèm pou evalye papòt domaj lazè-induced (LIDT), yon metrik ki dekri nivo enèji maksimòm yon eleman bay yo ka kenbe tèt ak anvan ou fè eksperyans domaj mezirab.
"Gen kèk estanda ISO [Òganizasyon Entènasyonal pou Normalisation] ki aplike, men sa yo pa ase pou vrèman kreye yon tès papòt domaj lazè ki konsistan," di Dabney, yon manm nan inisyativ Enstiti Nasyonal Estanda Ameriken an (ANSI) pou devlope plis. estanda tès detaye.
Hauschild di plis ke estanda sa yo ka pa byen adapte pou evalye LIDT nan optik, kòm nouvo konsepsyon lazè kontinye pouse limit yo nan pèfòmans pwodiksyon an.
LIDT dirèkteman afekte pa konpozisyon, bon jan kalite ak kouch optik yo tèt yo, osi byen ke longèdonn ak pouvwa travès yo afekte yo. Men, lòt faktè tou antre nan jwèt. Pou egzanp, gwosè ak fòm gwo bout bwa a ka chanje papòt la depann de konbyen enèji ki distribye sou yon sifas yo bay nan eleman an. Gen kèk nan faktè sa yo ka modèl matematik, men yon evalyasyon LIDT egzat finalman mande pou tès dirèk nan eleman nan tèt li.
Se la kote mank de normalisation nan tès LIDT antre. Kounye a, Dabney di, estanda ISO defini LIDT kòm "vizib domaje. Men, sa ouvri pòt la pou manifaktirè notwa yo vann optik ak LIDT ki pa reyèl lè yo kenbe pwosedi evalyasyon domaj supèrfisyèl." Ou pa jwenn rekonpans paske w sanble w ap eseye pi di-ou aktyèlman penalize, "li di. Kòm rezilta, LIDT ta dwe itilize kòm yon gid enfòmasyon, pa yon sib pou kondisyon operasyon woutin. Hauschild di ekip li a. tipikman kouri sistèm lazè li yo nan dansite pouvwa byen anba LIDT pou asire estabilite alontèm.
Ak gwo pouvwa vini yon gwo responsablite, ak itilizatè yo dwe konsepsyon sistèm lazè yo ak anpil atansyon pou ke yon eleman echwe pa lakòz yon dezas. "Youn nan gwo pwoblèm yo se ke si moun pa mete liy beamline yo byen, ou ka jwenn yon bouk fidbak pou elimine lazè a," di Dabney. Pou egzanp, yon eleman ki mal fonksyone ka lakòz gwo bout bwa a dwe aksidantèlman reflete tounen nan sous limyè a pa yon glas.
"Li ta ka koute $100,000 lazè paske gen sèlman $100 pati," Dabney di. Se poutèt sa, sous lazè yo ta dwe izole yo anpeche evènman sa yo tounen-refleksyon.
Antretyen woutin ak siveyans sistèm lazè a ak konpozan li yo enpòtan tou. Pou egzanp, nan aplikasyon pou tretman materyèl, fenèt plak pwotèj yo sou lazè gwo pouvwa yo gen tandans akimile kontaminan nan materyèl la ap trete, epi yo dwe ranplase yo detanzantan pou anpeche domaj ki ta ka pèmèt kontaminan sa yo menm antre nan lazè a tèt li. Anplis opere lazè ki anba pik pouvwa pou minimize estrès sou sistèm nan, Hauschild rekòmande pou itilize detektè ki ka kontwole tanperati sistèm lan oswa santi prèv gaye limyè inatandi ki ka endike yon echèk eleman pwochen.
Sistèm lazè gwo pouvwa yo pa bon mache. Men, efò pou koupe kwen sou konpozan dispansab yo gen chans rive nan tounen ante itilizatè final la, ki moun ki pote pri pou kenbe, repare ak ranplase sistèm nan.
"Si w ap kondwi pa pouvwa, Lè sa a, ou pral peye pou li," di Dabney, men li tou fè remake ke sa a ta dwe pouse konsomatè lazè yo panse de fwa sou konbyen pouvwa yo aktyèlman bezwen pou aplikasyon an patikilye yo. "Si ou ka rete anba yon sèten nivo, Lè sa a, ou ka sove yon ti kras," li te di.
Pandan ke sèten sistèm lazè pral san dout kontinye pouse limit pouvwa yo - sa yo ki fèt pou aplikasyon defans oswa rechèch fizyon, pou egzanp - Hauschild te di ke li wè tou potansyèl pou solisyon altènatif pou kèk itilizatè endistri. Nan kèk ka, pou egzanp, lazè miltip opere nan pi ba pik pouvwa ka bay pwodiktivite menm jan an nan yon pri ki pi ba. "Kesyon an se pa sèlman si nou ta dwe kontinye ogmante pouvwa a, men tou ki jan nou itilize li nan yon fason efikas," li te di.
