Lejżers Tunabbli Jikseb l-Istatus tal-Kaxxa Iswed!

Prodotti kummerċjali avvanzati ħafna drabi joriġinaw fil-qasam tar-riċerka akkademika. F'ħafna każijiet, professuri personalment jibdew kumpaniji, jew jattiraw investituri lejn it-teknoloġija mwielda f'laboratorji akkademiċi għal-liċenzjar, sabiex tkun trasformata fi prodotti li jistgħu jinġiebu fis-suq.
Meta riċerkaturi akkademiċi jibnu prodotti ġodda, ħafna drabi jiddisinjawhom u jimmanifatturawhom bl-użu ta 'numru ta' komponenti differenti. Meta l-kundizzjonijiet jippermettu, jintegraw komponenti off-the-shelf fil-prodott finali. Hekk kif ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni jeskalaw, dawn il-partijiet komponenti jsiru dejjem aktar kumplessi u uniċi.
Lejżers tunable bbażati fuq impulsi, pereżempju, jeħtieġ li jkunu flessibbli ħafna, kapaċi jiġġeneraw firxa wiesgħa ta 'wavelengths minn viżibbli għal ultravjola profonda, u joħorġu impulsi ta' intensità għolja f'inkrementi ta 'nanosekondi. Għandhom firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet inklużi, iżda mhux limitati għal, trasmissjoni ta' informazzjoni tal-fibra ottika, desorbiment tal-jone, ġenerazzjoni tas-sħana, ġenerazzjoni ultrasonika, eċċitazzjoni elettronika, u aktar. Huwa bis-saħħa tal-flessibbiltà eċċellenti tagħhom li dawn il-lejżers għandhom rwol vitali fl-oqsma tal-kimika fiżika solvuta fil-ħin, l-ispettrometrija tal-massa, l-immaġini fotoakustiċi, l-ispettroskopija, l-ispettrofotometrija, id-dijanjostika u l-immaġini iperspettrali.
Fost dawn il-lejżers pulsati, il-lejżers tal-Oscillator Parametriku Ottiku (OPO) jispikkaw għall-flessibbiltà u l-ekonomija eċċellenti tagħhom, bil-kapaċità li jiġu "sintonizzati" għal firxa spettrali wiesgħa ta 'wavelengths speċifiċi.
Lejżers OPO ilhom disponibbli kummerċjalment għal aktar minn 35 sena hekk kif it-teknoloġija evolviet. Is-sistemi OPO bikrija tant kienu kbar u suxxettibbli għall-iżbalji li ġew żviluppati u mibjugħa f'garaxxijiet. L-OPOs tal-lum ġew trasformati f'apparati plug-and-play integrati bis-sħiħ li ma jeħtiġux setup u kalibrazzjoni kumplessi minn inġiniera tal-laser speċjalizzati. OPOs moderni jistgħu jiġu integrati faċilment f'sistemi OEM b'kontroll effettiv.
Dan l-avvanz huwa bla dubju ta 'benefiċċju għall-bijoloġisti, kimiċi, fiżiċi, xjenzati u riċerkaturi akkademiċi oħra. Filwaqt li huma milħuqa ħafna fl-oqsma tagħhom, jista 'ma jkollhomx għarfien speċjalizzat tad-disinn jew l-irfinar tal-lejżer.
"Off-the-shelf OPOs huma ddisinjati preċiżament għal nies li ma jafux ħafna dwar l-ottika jew kif jiġu rranġati lejżers," jgħid Dr Mark Little. Huwa konsulent tekniku u xjentifiku tal-marketing għal OPOTEK, LLC f'Carlsbad, California, il-manifattur ewlieni fid-dinja tal-lasers tunable. "Bażikament, hija 'kaxxa sewda' li tista' tiġi integrata faċilment f'sistema oħra li qed tiġi żviluppata."
L-evoluzzjoni tal-lasers OPO
Filwaqt li l-lejżers OPO jistgħu jeżistu llum bħala tagħmir plug-and-play, l-evoluzzjoni tagħhom ma kinitx waħda bla xkiel.
Oxxillaturi parametriċi ottiċi (OPOs) jaħdmu billi jutilizzaw kristall biex jikkonvertu laser Nd:YAG b'mod ta 'impulsi u l-armoniċi tiegħu għal frekwenza speċifika. Sabiex jinkiseb "irfinar", kemm il-laser tal-pompa kif ukoll l-OPO jeħtieġ li jkunu pożizzjonati b'mod preċiż. Ir-riċerkaturi mbagħad jeħtieġ li jirfinaw manwalment il-kristalli għal-livell tal-mikron sakemm jintlaħaq il-wavelength mixtieq.
Fl-operazzjonijiet tal-laboratorju ta 'kuljum, ir-riċerkaturi għandhom ikunu kontinwament attenti għal allinjament ħażin possibbli taż-żewġ komponenti. Biex tikkomplika aktar l-affarijiet, wavelengths f'ċerti frekwenzi huma emessi minn portijiet differenti, li ħafna drabi teħtieġ aġġustament mill-ġdid tas-setup sperimentali estern.
It-twelid ta 'OPOTEK
Kien f'dan l-isfond li r-riċerkaturi akkademiċi sabuha diffiċli ħafna li jottimizzaw u jinkorporaw OPOs f'applikazzjonijiet kummerċjali.
Madwar 45 sena ilu, wara li ħadem għal ħafna snin fil-qasam tal-ajruspazju, Dr Margalith sar jaf li università fiċ-Ċina kienet qed tiżviluppa kristalli li jistgħu jiġu rfinati b'mod wiesa ', li fetħu għajnejh għall-potenzjal enormi tal-lejżers OPO. Dak iż-żmien, il-lejżers tunable kienu fil-biċċa l-kbira bbażati fuq kimika jew żebgħa, li kienu kontinwi aktar milli pulsati u ta 'spiss sofrew minn problemi ta' tnixxija. Barra minn hekk, minħabba l-kumplessità għolja tagħhom, id-daqs goff u l-ispejjeż ta 'manutenzjoni għaljin, il-lejżers taż-żebgħa qatt ma kisbu aċċettazzjoni mifruxa f'applikazzjonijiet kummerċjali.
Ma kienx twil qabel l-ispirtu intraprenditorjali ta 'Dr Margalith iddisinjat l-ewwel laser OPO tunable u b'suċċess privattiva t-teknoloġija. Minn dakinhar, OPOTEK twieled fil-garaxx tiegħu.
F'Lulju 1993, OPOTEK saret l-ewwel kumpanija fl-Istati Uniti li toffri broadband viżibbli OPO. Ħafna mill-prodotti attwali tal-kumpanija joħorġu minn dan id-disinn innovattiv. Minn dakinhar, diversi avvanzi fit-teknoloġija kontinwament tejbu u adattaw il-prestazzjoni tal-OPOs.
Illum, Dr Margalith jgħid li l-metodu aċċettat ta 'bini ta' OPO huwa li jintegra l-laser tal-pompa u l-ottika OPO fl-istess akkomodazzjoni u jiżgura li t-tnejn ma jistgħux jiġu separati. Dan id-disinn jippermetti li l-laser tunable kollu jiġi mċaqlaq faċilment u mingħajr periklu kif meħtieġ. Softwer integrat jiskopri l-allinjament tas-sistema u jagħmel aġġustamenti fejn meħtieġ. Din l-istabbiltà hija partikolarment kritika f'ambjenti kummerċjali, bħal meta tmexxi tagħmir tal-immaġini mil-laboratorju għall-kamra tal-operazzjoni tal-isptar.
"Xi OPOs tal-passat kienu tant fraġli li jekk is-sistema titmexxa, l-inġiniera jkollhom jallinjawha mill-ġdid," jispjega Dr Margalith, "Dan mhux meħtieġ għall-OPOs stabbli tal-lum. Is-setup u t-taħriġ m'għadhomx jeħtieġu għarfien espert estern. Tista ' Ixtri prodott fuq l-ixkaffa u iġorrha bil-baħar matul il-lejl bħall-biċċa l-kbira tal-prodotti tal-konsumatur."
L-awtomazzjoni issa tikkontrolla l-elementi kollha tas-sistema bħall-armoniċi tal-lejżer tal-pompa, l-irfinar ottiku tar-rotazzjoni tal-kristall, l-ottika tas-separazzjoni tal-forma tal-mewġ u l-attenwaturi. L-iżviluppaturi tal-prodotti jistgħu wkoll jużaw kits tal-iżvilupp tas-softwer biex jintegraw il-karatteristiċi tal-funzjonalità tas-softwer tal-OPO fis-softwer tagħhom stess.
"Għax-xjenzati tar-riċerka jew il-kumpaniji li jużaw tali lejżers fil-prodotti tagħhom, il-kisba ta' softwer ta' kontroll separat minn manifatturi tal-lejżers tunable jista' ma jkunx ideali. Jippreferu jintegraw il-kontrolli kollha fis-softwer tagħhom stess. F'setup akkademiku, l-iffrankar tad-dejta kollha fuq il-parametri tal-lejżer huwa kritiku għal tħaddim bla xkiel L-integrazzjoni hija ċ-ċavetta għall-funzjonalità kollha." Dr. Little ta' OPOTEK jispjega.
L-integrazzjoni tal-awtomazzjoni u l-kontroll hija importanti minħabba li tipikament il-lejżers huma magħluqa f'akkomodazzjoni akbar, li tagħmilhom diffiċli biex jiġu riprogrammati jew imsewwija.
Il-kit tal-iżvilupp tas-softwer jista 'jintuża wkoll biex jitwaqqaf skans programmabbli b'wavelengths predeterminati fi kwalunkwe ordni. Dan għandu applikazzjonijiet f'immaġini avvanzati b'riżoluzzjoni għolja. Il-fokabbiltà inerenti tal-lejżers tippermettilhom li jieħdu kampjun ta 'żoni oerhört żgħar, li jkejlu f'għexieren ta' mikroni. Billi tipprogramma minn qabel il-lejżers, is-sistema tista 'rasterize u tmexxi l-lejżers għal żoni differenti biex tipproduċi skans b'riżoluzzjoni għolja.
Skont Dr Little, "Peress li dan huwa laser pulsat li jarmi bosta drabi kull sekonda, tista 'tidħol in-numru ta' drabi li trid temetti f'kull wavelength u tiddeċiedi li żżid jew tnaqqas in-numru ta 'wavelengths." "Ir-raġġi kollha ta 'enerġija għolja issa ġejjin minn port wieħed, li jippermetti lill-operatur jimmira l-erja ta' interess direttament għall-analiżi."
Id-daqs huwa relatat mal-laser OPO tunable. Jekk l-OPO huwa kbir wisq, l-integrazzjoni tal-istrumenti tkun aktar diffiċli u l-impronta ġenerali tal-prodott finali tkun kbira. Dan huwa importanti ħafna meta wieħed iqis ir-rekwiżiti tal-ispazju ta 'laboratorju ta' riċerka.
Dr Little l-ewwel tgħallem dwar il-lasers OPO bħala student gradwat fl-Università ta 'l-Istat ta' Louisiana. Huwa jfakkar li l-OPOs bikrija kienu "kbar ħafna, diffiċli biex jintużaw, u ħafna drabi bil-ħsara. OPO wieħed kien twil 12-il pied."
Illum, OPOTEK joffri wieħed mill-iżgħar lejżers tunable fis-suq: l-Opolette 2940 ta' daqs "kaxxa taż-żraben". Filwaqt li xorta teħtieġ provvista ta' enerġija ta' daqs "bagalja" b'tkessiħ ta' ilma intern, il-laser OPO ta' 2.94-mikroni. ras tokkupa footprint żgħir. Filwaqt li għadha teħtieġ provvista ta 'enerġija ta' daqs "bagalja" b'tkessiħ intern ta 'l-ilma, ir-ras tal-laser ta' 2.94 mikron tal-laser OPO għandha footprint ta '9.5 x 4.5 x 7.5 pulzieri biss.
Skont Dr Little, id-daqs żgħir iżid ir-riġidità tal-lejżer u jistabbilizza aktar il-komponenti fi ħdan l-akkomodazzjoni integrata.
Karatteristika distintiva ta 'OPOs moderni hija l-abbiltà li jittrasmettu firxa wiesgħa ta' wavelengths permezz tal-fibra ottika. L-ottika tal-fibra saret il-metodu primarju ta 'trażmissjoni tal-lejżers minħabba li huwa faċli li twaqqaf u tiskonnettja. Barra minn hekk, tipproteġi lill-utent aħħari mill-espożizzjoni tad-dawl jew mill-kuntatt mal-għajnejn minħabba li d-dawl jiġi trażmess permezz ta 'tubu magħluq.OPOTEK joffri konsenja tal-fibra għall-prodotti kollha tiegħu, irrispettivament mil-livell tal-enerġija.
Storikament, il-lejżers OPO kienu jinvolvu aġġustamenti manwali kumplessi u allinjament preċiż. L-avvanzi fit-teknoloġija bidlu dawn il-lejżers f'apparati plug-and-play li huma stabbli u faċli biex jintużaw. Il-lejżers OPO tal-lum, li huma faċli biex jintużaw u affidabbli, jistgħu jintużaw f'settings tal-laboratorju kummerċjali u akkademiċi għal applikazzjonijiet ta 'żvilupp ta' attrezzaturi.
"Ir-riċerkaturi akkademiċi għandhom ikunu jistgħu jiffokaw fuq ir-riċerka tagħhom aktar milli jippruvaw tweak jew jiffissaw is-sistemi tal-laser tagħhom," jgħid Dr Margalith, "B'laser OPO ta 'kwalità għolja, it-tagħmir tagħhom huwa lest biex iwettaq barra mill-kaxxa."