ليزر الحالة الصلبة المضخوخ بالديود مقابل ليزر الحالة الصلبة

في عالم تكنولوجيا الليزر، غالبًا ما تتم مقارنة نوعين رئيسيين من الليزر: ليزر الحالة الصلبة (SSL) وليزر الحالة الصلبة المضخوخ بالديود (DPSSL).

على الرغم من تشابه هيكلها الأساسي، إلا أنها تختلف في آليات الضخ وخصائص الأداء. إن فهم هذه الاختلافات يمكن أن يساعدك في اختيار الليزر المناسب لاحتياجاتك. دعنا نستعرض ميزات ومزايا وعيوب كل منها.

ما هو الليزر الحالة الصلبة (SSL)؟

الليزر ذو الحالة الصلبة (SSL) هو نوع من الليزر حيث يكون وسط الكسب عبارة عن مادة صلبة، عادةً بلورة أو زجاج، مضاف إليها أيونات معادن أرضية نادرة أو انتقالية مثل النيوديميوم (Nd) أو الإربيوم (Er) أو الإيتربيوم (Yb). يتم ضخ الليزر بواسطة مصدر ضوء خارجي، وهو مصباح يدوي أو مصباح قوسي تقليديًا.

الايجابيات

• طاقة عالية: يمكن لـ SSLs توليد طاقة خرج عالية، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الصناعية مثل القطع واللحام ومعالجة المواد.
• موثوقة: لقد تم استخدام شهادات SSL التي يتم ضخها بواسطة Flashlamp لعقود من الزمن، مما يوفر موثوقية مثبتة في تطبيقات مختلفة.
• أطوال موجية متعددة الاستخدامات: بفضل المواد المخدرة المختلفة، يمكن لـ SSLs أن تصدر مجموعة واسعة من الأطوال الموجية، من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء، مما يجعلها متعددة الاستخدامات عبر العديد من الصناعات.
• جودة الشعاع القوية: يمكن لـ SSLs، خاصة عندما يتم تصميمها ببصريات جيدة، أن توفر أشعة عالية الجودة، وهو أمر ضروري للقطع الدقيق والتطبيقات الطبية.

سلبيات

• الضخ غير الفعال: يؤدي استخدام المصابيح الكهربائية إلى خسائر حرارية أعلى وتحويل طاقة أقل كفاءة، مما يؤدي إلى انخفاض الأداء العام.
• الحجم الكبير: عادةً ما تكون أجهزة SSL أكبر حجمًا وأكثر ضخامة بسبب الحاجة إلى مصابيح فلاش وأنظمة تبريد وإمدادات طاقة.
• عمر تشغيلي أقصر: تتمتع المصابيح الفلاشية بعمر تشغيلي محدود (عادةً ما يكون 200-400 ساعة)، مما يتطلب استبدالها بشكل متكرر.
• صيانة أعلى: تتطلب المكونات المعقدة، بما في ذلك المصابيح الكهربائية وأنظمة التبريد، المزيد من الصيانة مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التشغيل.

ما هو ليزر الحالة الصلبة المضخوخ بالديود (DPSSL)؟

الليزر ذو الحالة الصلبة المضخوخ بالديود هو تقنية تستخدم ثنائيات الليزر لإثارة وسائط الكسب ذات الحالة الصلبة (مثل البلورات أو الزجاج المشبع بالنيوديميوم أو الإربيوم أو الإيتربيوم) لتوليد الليزر. بالمقارنة مع الليزر المضخوخ بالمصابيح الفلاشية التقليدية، يستخدم ليزر الحالة الصلبة المضخوخ بالديود ثنائيات الليزر لتوفير مصدر ليزر فعال ومستقر وطويل الأمد. يتميز ليزر الحالة الصلبة المضخوخ بالديود عمومًا بكفاءة تحويل طاقة أعلى وحجم أصغر وعمر خدمة أطول، كما أن جودة شعاع الليزر الناتج أفضل عمومًا.

الايجابيات

• كفاءة أعلى: تقوم أشعة الليزر الثنائية بتحويل المزيد من الطاقة الكهربائية إلى ضوء ليزر مع توليد الحد الأدنى من الحرارة، مما يقلل من خسائر الطاقة.
• تصميم مضغوط: أجهزة DPSSL أصغر حجمًا وأخف وزنًا من أجهزة SSL التقليدية التي يتم ضخها بواسطة مصباح فلاش.
• عمر أطول: يبلغ عمر الصمام الثنائي الليزري أكثر من 30000 ساعة، وهو ما يتجاوز بكثير عمر مصباح الفلاش النموذجي الذي يتراوح بين 200 إلى 400 ساعة.
• جودة الشعاع: تنتج أجهزة DPSSL شعاعًا عالي الجودة ومستقرًا مع تباعد منخفض. وهذا يجعلها مناسبة للتطبيقات عالية الدقة مثل LiDAR والاتصالات البصرية والطبية.
• صيانة منخفضة: مع وجود عدد أقل من المكونات (لا توجد مصابيح فلاش)، تتطلب وحدات DPSSL صيانة أقل، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل.

اقرأ المزيد: ما هو وضع تتبع الرادار النبضي

سلبيات

• تكلفة أولية أعلى: تكلف DPSSLs عمومًا أكثر في البداية بسبب التكنولوجيا المتقدمة والثنائيات عالية الجودة.
• الحساسية الحرارية: على الرغم من أن DPSSLs أكثر كفاءة، إلا أنها حساسة لتقلبات درجات الحرارة.
• الإعداد المعقد: يتطلب إعداد DPSSL محاذاة دقيقة للديود ووسط المكسب.
• يقتصر على أطوال موجية محددة

أين يمكن شراء الليزر المضخوخ بالديود؟

ينتمي ليزر ERDI 1535nm Microchip DPSS إلى فئة ليزر الحالة الصلبة المضخوخ بالديود (DPSSL) ويستخدم زجاجًا مشبعًا بالإربيوم كوسيط للكسب. ينبعث الليزر بطول موجي 1535 نانومتر، وهو آمن للعين ويُستخدم عادةً في الاتصالات البصرية والرادار والتطبيقات الأخرى التي تتطلب تعرضًا طويلًا بمستويات آمنة للعين البشرية.

بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه على نطاق واسع في تحديد الأهداف بالليزر ، وتحديد المدى بالليزر، والإضاءة بالليزر، وجهاز تحديد المدى بالليزر الحالة الصلبة، ونظام الرادار بالليزر، والعلاج الطبي بالليزر، والاتصالات عبر الألياف البصرية.

اتصل بنا للحصول على مزيد من معلومات الأسعار وأحدث الأخبار حول DPSS Laser.

الاختلافات الرئيسية بين ليزر الحالة الصلبة وليزر DPSS

1. آلية الضخ

في ليزر الحالة الصلبة (SSL)، تُستخدم مصابيح الفلاش لضخ وسط الكسب. تصدر هذه المصابيح ضوءًا واسع النطاق يثير مادة الليزر. وعلى النقيض من ذلك، يستخدم ليزر الحالة الصلبة المضخوخ بالديود (DPSSL) ثنائيات الليزر لضخ وسط الكسب. تصدر ثنائيات الليزر طولًا موجيًا محددًا للضوء، والذي تمتصه المادة بكفاءة أكبر، مما يؤدي إلى تحويل أفضل للطاقة.

اقرأ المزيد: ليزرات الثنائيات مقابل ليزرات DPSS

2. الكفاءة

إن أجهزة الليزر SSL أقل كفاءة لأن الضوء واسع النطاق من المصابيح الفلاشية يهدر الطاقة على شكل حرارة ولا يتم امتصاص الكثير من الضوء بواسطة وسيط الكسب. إن أجهزة الليزر DPSS أكثر كفاءة بكثير، حيث توفر ثنائيات الليزر طاقة مستهدفة يتم امتصاصها بشكل أكثر فعالية، مما يقلل من فقدان الطاقة وتوليد الحرارة.

3. جودة الشعاع

تنتج مصابيح SSL عادةً شعاعًا بجودة أقل. فالضوء المنبعث من المصابيح الفلاشية أقل تركيزًا ويميل إلى التباعد بشكل أكبر. وعلى النقيض من ذلك، توفر مصابيح DPSSL جودة شعاع فائقة. والضوء المنبعث من الثنائيات الليزرية متماسك ومركّز، مع تباعد أقل، مما يجعله مثاليًا للمهام الدقيقة.

4. الحجم والتصميم

تعتبر أنظمة SSL أكبر حجمًا وأكثر ضخامة لأنها تتطلب مساحة لمصابيح الفلاش وأنظمة التبريد والمكونات الأخرى. من ناحية أخرى، تعد أنظمة DPSSL أكثر إحكاما وخفة وزنًا. يسمح استخدام الثنائيات الليزرية بإنشاء أنظمة أصغر وأكثر تكاملاً تتطلب مساحة أقل ويسهل إدارتها.

5. التطبيقات

SSL: الأفضل للتطبيقات عالية الطاقة، مثل القطع واللحام ومعالجة المواد. كما يستخدم أيضًا في الإجراءات الطبية التي تتطلب طاقة عالية.

DPSSL: مثالي للتطبيقات الدقيقة، مثل LIDAR والاتصالات البصرية والتشخيصات الطبية. كما يستخدم أيضًا في الأجهزة الصناعية والاستهلاكية المدمجة.

قراءة ذات صلة: لماذا يستخدم LiDAR نطاقات 905 نانومتر و940 نانومتر؟

خاتمة

تعتبر أجهزة SSL مناسبة بشكل أفضل للتطبيقات عالية الطاقة مثل القطع واللحام ومعالجة المواد، فضلاً عن الإجراءات الطبية التي تتطلب طاقة كبيرة. تتميز أجهزة DPSSL بالكفاءة في التطبيقات الدقيقة مثل LIDAR والاتصالات البصرية والتشخيصات الطبية. كما تُستخدم أيضًا في الأنظمة الصناعية المدمجة والأجهزة الاستهلاكية حيث تكون المساحة والكفاءة والدقة أمرًا بالغ الأهمية.

التعليمات

1. ما هي أنواع الليزر؟

هناك خمسة أنواع رئيسية من الليزر بناءً على وسيط الكسب:

1. ليزر الغاز (على سبيل المثال، ليزر ثاني أكسيد الكربون)
2. ليزر الحالة الصلبة (على سبيل المثال، ليزر Nd:YAG)
3. ليزر الألياف (على سبيل المثال، ليزر الألياف المضاف إليه اليود)
4. الليزر السائل (على سبيل المثال، ليزر الصبغة)
5. ليزر أشباه الموصلات (على سبيل المثال، ليزر الصمام الثنائي)

2. ما هي كفاءة الليزر المضخوخ بالديود؟

إن الليزر المضخوخ بالديود أكثر كفاءة بكثير من الليزر المضخوخ بالمصباح. إن كفاءة الامتصاص لليزر المضخوخ بالديود أعلى بمقدار 5.3 إلى 5.76 مرة من الليزر المضخوخ بالمصباح، مما يجعله أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

3. ما هي أكثر أنواع مستويات الليزر شيوعًا؟

الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا هي:

• مستويات الليزر الدوارة
• مستويات الليزر الخطية
• مستويات الليزر النقطية