Laser Solid State

Matières premières

Les composants optiques, mécaniques et électroniques en différents matériaux (cristaux, les métaux, les semi-conducteurs, etc.) sont généralement fournis par d'autres fabricants. L'externalisation varie de fabricant de laser fabricant. Un pointeur laser vert 5000mw à l'état solide est constitué de deux composants principaux, ou «boîtes». Un composant contient l'optique (cristal et miroirs) à effet laser, et l'autre contient l'électronique (alimentation, contrôle interne). Parfois, ces deux composants sont intégrés dans une seule boîte.

Conception

La conception de la cavité laser est déterminée par l'application. En règle générale, le groupe de recherche et de développement se développe la conception. Cette conception détermine les caractéristiques de fonctionnement, y compris l'énergie, la longueur d'onde, et d'autres propriétés du faisceau. Les concepteurs intègrent également des fonctions de sécurité exigées par la Food and Drug Administration (FDA).

Le processus de fabrication

1. Habituellement, la totalité ou la plupart des composants sont fabriqués ailleurs. Par exemple, les producteurs de cristal fournissent la matière à effet pointeur laser puissant. Pour faire croître un cristal de Nd: YAG, un composé des éléments souhaités de poudre d'oxyde de haute pureté est placé dans un creuset et fondu dans un four à haute fréquence, à des températures élevées. Un germe cristallin est ensuite mis en contact avec la surface du liquide. Lorsque le cristal germe est lentement relevée, en rotation, et on a refroidi légèrement, d'un monocristal de la composition désirée émerge à la vitesse d'environ 0,02 in (0,5 mm) par heure.

Nd typiques: les cristaux de YAG gamme de 2,4 à 3,1 in (60 à 80 mm) de diamètre par 6,9 à 8,9 dans (175-225 mm) de longueur. Rods, wafers et dalles en différentes géométries sont extraites du cristal adulte, puis fabriqué, poli et enduit les spécifications du client. Les produits finis vont de tiges aussi petites que 0,02 in (0,5 mm) de diamètre de I à (25 mm) de longueur à la géométrie de la dalle aussi grande que 0,3 x 1,5 in (8 x 37 mm) en section transversale de 9,2 in (235 mm) longue. Le plus commun Nd: YAG géométrie de la tige est un cylindre circulaire droit.

Assemblée
2. Une fois que le laser est conçu et les composants reçus, les éléments optiques sont intégrés avec les éléments mécaniques. Un technicien suit un plan, en plaçant les composants optiques dans les positions souhaitées, en utilisant les détenteurs de métal ou de dispositifs de montage. Cette procédure est réalisée dans un environnement de salle blanche afin d'éviter la contamination des composants optiques.

Alignement

3. Ensuite, la cavité lasing est alignée de sorte qu'il fonctionne à les spécifications désirées. Ceci est réalisé sur une table de test par un autre technicien, en utilisant un autre laser pour aider à l'alignement.

Les derniers essais

4. Avant d'expédier le laser au client, il passe par une étape appelée test de fin, qui vérifie essentiellement le laser pour un fonctionnement correct, y compris une puissance de sortie, la qualité de faisceau et d'autres caractéristiques. Le laser est utilisé pour un certain nombre d'heures pour vous assurer qu'il passe l'inspection.
   

Contrôle de qualité

La plupart des fabricants de laser sont conformes aux normes internationales de qualité qui fournissent des boucles de rétroaction tout au long du processus de fabrication. Le laser passe aussi à travers plusieurs procédures d'essai majeures comme décrit précédemment.

Tous les dispositifs laser distribués aux États-Unis doivent être certifiés conformes à la norme de performance du produit laser fédéral et signalés au Center for Devices et radiologique de la santé (CDRH) Bureau de la conformité avant la distribution aux utilisateurs finaux. Cette norme de performance spécifie les caractéristiques de sécurité et l'étiquetage que tous les lasers doivent avoir afin de fournir une sécurité adéquate aux utilisateurs. Chaque laser doit être certifié qu'il est conforme à la norme avant d'être introduit sur le marché. La certification signifie que chaque unité a passé un test d'assurance qualité conforme à la norme de rendement. Ceux qui certifient lasers assument la responsabilité de l'information et la notification des problèmes avec le laser.

Byproducts / déchets

Comme les fournisseurs des divers composants suivent généralement les procédures de gestion de la qualité totale, le fabricant du gants laser vert ne teste pas les composants défectueux et il y a peu de déchets. Si les composants défectueux sont trouvés, ils sont parfois renvoyés au fabricant.

L'avenir

lasers à semi-conducteurs sont conçus qui ont une puissance plus élevée, sont plus rapides, ont des longueurs d'onde plus courtes, et une meilleure qualité de faisceau, ce qui permettra d'élargir leurs applications. Par exemple, matériaux lasers sont en cours d'élaboration qui sera en mesure de presser plusieurs milliards d'impulsions en une seconde, résultant dans les lasers femtosecondes délivrant des dizaines d'impulsions dans chaque nanoseconde. lasers à semi-conducteurs qui peuvent fournir la puissance sur le térawatt ou le niveau petawatt sont également testés pour la production de réactions nucléaires, avec le potentiel d'être utilisé dans des applications de médecine nucléaire telles que le balayage de CAT. Nd: YAG sont en expansion dans l'industrie de l'électronique pour le forage, la soudure et des applications de rognage. cristaux lasing continuent d'être faits pour durer plus longtemps.

Le marché du système laser mondial devrait passer de 4,7 milliards $ en 2000 à $ 8 milliards en 2005, avec le marché du pointeur laser bleu à état solide pour atteindre plus de 1,1 milliard $, comparativement à 4,6 milliards $ pour les lasers à diode. lasers à semi-conducteurs remplacent le colorant, l'ion et les lasers de type HeNe sur certains marchés. D'autres analystes prédisent des lasers à l'état solide lampe flash-pompé passera à 660 millions $ et pompé par diode lasers à l'état solide à 312 millions $ d'ici 2003. Le dernier type de laser deviendra plus populaire pour les applications industrielles que le marquage à des fins générales et le traitement des matériaux, coûts diminuent et les puissances supérieures deviennent disponibles. Ces lasers sont également conçus avec un entretien minimal.