Datblygu laserau OPO
Er y gall laserau OPO fodoli heddiw fel dyfeisiau plwg-a-chwarae, nid yw eu hesblygiad wedi bod yn un llyfn.
Mae osgiliaduron parametrig optegol (OPO) yn gweithio trwy ddefnyddio grisial i drosi laser modd pwls Nd:YAG a'i harmonigau i amledd penodol. Er mwyn cyflawni "tiwnio", mae angen gosod y laser pwmp a'r OPO yn fanwl gywir. Yna mae angen i ymchwilwyr fireinio'r crisialau â llaw i'r lefel micron nes cyrraedd y donfedd a ddymunir.
Mewn gweithrediadau labordy o ddydd i ddydd, rhaid i ymchwilwyr fod yn wyliadwrus yn gyson am gamaliniad posibl y ddwy gydran. Er mwyn cymhlethu pethau ymhellach, mae tonfeddi ar amleddau penodol yn cael eu hallyrru o wahanol borthladdoedd, sy'n aml yn gofyn am ailaddasu'r gosodiad arbrofol allanol.
Genedigaeth OPOTEK
Yn erbyn y cefndir hwn yr oedd ymchwilwyr academaidd yn ei chael yn hynod heriol i optimeiddio ac ymgorffori OPO mewn cymwysiadau masnachol.
Tua 45 mlynedd yn ôl, ar ôl blynyddoedd lawer yn y maes awyrofod, dysgodd Dr Margalith fod prifysgol Tsieineaidd yn datblygu crisialau tiwnadwy yn eang, a agorodd ei lygaid i botensial enfawr laserau OPO. Ar y pryd, roedd laserau tiwnadwy wedi'u seilio'n bennaf ar gemeg neu liwiau, a oedd yn barhaus yn hytrach na phwls ac yn aml yn dioddef o broblemau gollwng. Yn ogystal, oherwydd eu cymhlethdod uchel, maint swmpus, a chostau cynnal a chadw drud, ni chafodd lasers lliw erioed dderbyniad eang mewn cymwysiadau masnachol.
Nid oedd yn hir cyn i ysbryd entrepreneuraidd Dr. Margalith ddylunio'r laser OPO tiwnadwy cyntaf a phaentio'r dechnoleg yn llwyddiannus. Ers hynny, ganwyd OPOTEK yn ei garej.
Ym mis Gorffennaf 1993, daeth OPOTEK y cwmni cyntaf yn yr Unol Daleithiau i gynnig OPO gweladwy band eang. Mae llawer o gynhyrchion presennol y cwmni yn deillio o'r dyluniad arloesol hwn. Ers hynny, mae datblygiadau amrywiol mewn technoleg wedi gwella ac addasu perfformiad OPOs yn barhaus.
Heddiw, dywed Dr. Margalith mai'r dull derbyniol o adeiladu OPO yw integreiddio'r laser pwmp a'r opteg OPO yn yr un llety a sicrhau na ellir gwahanu'r ddau. Mae'r dyluniad hwn yn caniatáu i'r laser tiwnadwy cyfan gael ei symud yn hawdd ac yn ddiogel yn ôl yr angen.
Mae meddalwedd integredig yn canfod aliniad system ac yn gwneud addasiadau lle bo angen. Mae'r sefydlogrwydd hwn yn arbennig o hanfodol mewn amgylcheddau masnachol, megis wrth symud offer delweddu o'r labordy i ystafell weithredu'r ysbyty.
"Roedd rhai OPOs o'r gorffennol mor fregus, pe bai'r system yn cael ei symud, byddai'n rhaid i beirianwyr ei hadlinio," eglura Dr. Margalith, "Nid yw hyn yn angenrheidiol ar gyfer OPOs sefydlog heddiw. Nid oes angen arbenigedd allanol ar gyfer sefydlu a hyfforddi mwyach. Gallwch chi prynwch gynnyrch oddi ar y silff a'i gludo dros nos fel y rhan fwyaf o gynhyrchion defnyddwyr."
Mae awtomeiddio bellach yn rheoli holl elfennau'r system fel harmonigau laser pwmp, tiwnio optegol cylchdroi grisial, opteg gwahanu tonffurf a gwanwyr. Gall datblygwyr cynnyrch hefyd ddefnyddio citiau datblygu meddalwedd i integreiddio nodweddion meddalwedd OPO yn eu meddalwedd eu hunain.
"Ar gyfer gwyddonydd ymchwil neu gwmni sy'n defnyddio'r laser hwn yn eu cynnyrch, efallai na fyddai'n ddelfrydol cael meddalwedd rheoli ar wahân gan wneuthurwr y laser tiwnadwy. Byddai'n well ganddyn nhw integreiddio'r holl reolaethau yn eu meddalwedd eu hunain. Mewn lleoliad academaidd, mae arbed yr holl ddata ar baramedrau'r laser yn hanfodol ar gyfer gweithrediad di-dor.
Mae integreiddio awtomeiddio a rheolaeth yn bwysig oherwydd fel arfer mae laserau wedi'u hamgáu mewn lloc mwy, gan eu gwneud yn anodd eu hailraglennu neu eu gwasanaethu.
Gellir defnyddio'r pecyn datblygu meddalwedd hefyd i osod sganiau rhaglenadwy o donfeddi a bennwyd ymlaen llaw mewn unrhyw drefn. Mae gan hwn gymwysiadau mewn delweddu uwch, cydraniad uchel. Mae gallu ffocws cynhenid laserau yn eu galluogi i samplu ardaloedd hynod fach, gan fesur mewn degau o ficronau. Trwy rag-raglennu'r laser, gall y system rasterize a symud y laser i wahanol feysydd i gynhyrchu sganiau cydraniad uchel.
"Gan fod hwn yn laser pwls sy'n tanio sawl gwaith yr eiliad, gallwch fewnbynnu'r nifer o weithiau yr ydych am iddo danio ar bob tonfedd a phenderfynu sawl gwaith i gynyddu neu leihau'r donfedd," dywed Dr Little. "Nawr mae'r holl drawstiau ynni uchel yn dod o un porthladd, gan ganiatáu i'r gweithredwr dargedu'r maes diddordeb yn uniongyrchol i'w ddadansoddi."
Mae maint yn gysylltiedig â'r laser OPO tunadwy. Os yw'r OPO yn rhy fawr, bydd integreiddio offerynnau yn fwy anodd a bydd ôl troed cyffredinol y cynnyrch terfynol yn fawr. Mae hyn yn bwysig iawn o ystyried gofynion gofod labordy ymchwil.
Ychydig a ddysgodd Dr Little gyntaf am laserau OPO fel myfyriwr graddedig ym Mhrifysgol Talaith Louisiana. Mae'n cofio bod OPOs cynnar yn "fawr iawn, yn anodd eu defnyddio, ac yn aml wedi'u difrodi. Roedd un OPO yn 12 troedfedd o hyd."
Heddiw, mae OPOTEK yn cynnig un o'r laserau tiwnadwy lleiaf ar y farchnad: y "bocs esgidiau" maint Opolet 2940 2940. Er ei fod yn dal i fod angen cyflenwad pŵer maint "brîff" gydag oeri dŵr mewnol, y 2.94-micron OPO mae gan ben laser ôl troed bach. Er ei fod yn dal i fod angen cyflenwad pŵer maint "brîff" gydag oeri dŵr mewnol, mae gan ben laser 2.94 micron laser yr OPO ôl troed o ddim ond 9.5 x 4.5 x 7.5 modfedd.
Yn ôl Dr Little, mae'r maint bach yn cynyddu anhyblygedd y laser ac yn sefydlogi'r cydrannau ymhellach o fewn y tai integredig.
Nodwedd wahaniaethol o OPOs modern yw'r gallu i drosglwyddo ystod eang o donfeddi trwy opteg ffibr. Mae opteg ffibr wedi dod yn brif ddull o drosglwyddo laserau oherwydd ei fod yn hawdd ei sefydlu a'i ddatgysylltu. Yn ogystal, mae'n amddiffyn y defnyddiwr terfynol rhag amlygiad golau neu gyswllt llygad oherwydd bod y golau yn cael ei drosglwyddo trwy tiwb caeedig.OPOTEK yn cynnig cyflenwad ffibr ar gyfer ei holl gynnyrch, waeth beth fo'r lefel ynni.
Yn hanesyddol, roedd laserau OPO yn cynnwys addasiadau llaw cymhleth ac aliniad manwl gywir. Mae datblygiadau mewn technoleg wedi troi'r laserau hyn yn ddyfeisiadau plwg-a-chwarae sy'n sefydlog ac yn hawdd eu defnyddio. Gellir defnyddio laserau OPO heddiw, sy'n hawdd eu defnyddio ac yn ddibynadwy, mewn lleoliadau labordy masnachol ac academaidd ar gyfer cymwysiadau datblygu gosodiadau.
"Dylai ymchwilwyr academaidd allu canolbwyntio ar eu hymchwil yn hytrach na cheisio tweak neu drwsio'r system laser," yn ôl Dr Margalith, "Gyda laser OPO o ansawdd uchel, bydd eu hoffer yn gallu perfformio y tu allan i'r - swyddogaethau blwch."
