作者:张m 时间:2024-11-05
氦镉(HeCd)气体激光器长期作为325纳米nm超紫外波长的标准产品,现在许多气体和离子激光器的用户正在转向使用DPSS激光器。也叫超窄线宽稳频激光器。为什么要转向DPSS激光器?英国Skylark 320 NX激光器具有低维护要求、显著较低的运营成本、长寿命、优越的效率以及紧凑的体积,它们是对传统气体激光器的可靠且超稳定的替代品。
波长精确性和光谱稳定性
Skylark激光器使用特定的晶体和谐振器设计来紧密控制发射波长,提供精确且稳定的指定波长输出。氩离子和氦镉激光器依赖于它们所使用的气体的原子跃迁,这可能会受到气压和放电条件等因素的影响,导致波长发射不可预测且不精确。这些因素还可能影响光谱稳定性,从而减少长期的精确度。320NX 的发射光谱纯净,除了可能在激光线附近有一些微弱的干扰。相反,气体激光器的发射包含多条等离子线,这些等离子线是由活性气体介质中的放电激活的不同非激光原子(离子)跃迁产生的,如果不过滤掉,就会完全淹没测量的光谱。 对于需要特定和一致波长的应用,如荧光、拉曼光谱学、光刻和PL激发,超窄线宽稳频激光器提供超稳定的长期性能,并在精细调节的波长上运行。超窄线宽和光谱纯度
Skylark激光器产生高质量的TEM00高斯光束,发散度低。与气体和离子等超紫外激光器相比,DPSS激光器的线宽在较长的相干长度上要窄几个数量级,有助于进行高分辨率测量,减少干扰和噪声强度。这些都是半导体检查和光谱学等要求精确度和清晰度的分析应用中的关键参数。除了该系统提供的更高分辨率外,使用超窄线宽稳频激光器的装置还有一个优点,即无需过滤激光线,因此整个激光功率可用于激发光谱(如果需要),并且实验装置比必须使用滤波器单色仪(例如,过滤气体激光器的等离子线)更简单、更灵活。
功率效率和降低热量产生
由于高电压电源需求、大量的功率消耗和产生的热量需要额外冷却以保持激光性能,功率效率方面是固体激光器相对气体激光器的优势。Skylark DPSS 激光器的插座效率远高于气体激光器。插座效率指的是激光器输出光功率与输入电功率之间的比率;与气体激光器相比,固体激光器 (SSL) 的这一比率要高得多。固体激光器消耗的功率降低,导致冷却要求放宽,固体激光器的设计更加紧凑。
DPSS激光器提供高电转光效率,从显著较低的功率消耗中产生更高的输出功率。气体或离子激光器所吸收的几乎所有功率都转化为热量。对于仅有50毫瓦输出功率的氦镉激光器,这种热量浪费相当于超过700瓦,大约是专用电风扇加热器功率的一半。氦镉激光器的插座效率通常仅限于0.007%,在50毫瓦输出功率下。在氩离子激光器中,0.0025%的插座效率导致在50毫瓦输出功率下的功率消耗为20,368.92瓦。对于在0.35%插座效率下运行的DPSS激光器,其50毫瓦输出功率的功率消耗仅限于70瓦。Skylark 320 NX 提供卓越的波长和功率稳定性,在 8 小时的运行时间内功率变化小于 2%。这种稳定性水平可确保在需要精度的应用中(例如半导体检测、光刻和共聚焦显微镜)始终如一的性能。
体积紧凑
体积和结构是固体激光器相对气体激光器的优势。Skylark Lasers系列的超紫外激光器具有比氦镉激光器小60%的紧凑体积。这种紧凑的外形在空间受限的实验室环境中特别有利。使用英国Skylark lasers激光器替换 HeCd 激光器将显著减少激光系统的占地面积,从而释放宝贵的工作空间。特别是,320NX 使用封闭式水路冷却器,整个激光系统(激光头 + 电源 + 冷却器)可轻松在不同的实验室之间移动(甚至还有更紧凑的风冷选项)。从而为实验提供额外的灵活性。英国Skylark lasers激光器可以轻松集成到现有系统中。其紧凑的尺寸与通过插入式 USB 接口实现的多功能软件控制相结合,可轻松设置和远程操作。此外,激光器的集成空气或水冷选项使其能够适应各种实验室环境,而无需通常与 HeCd 激光器相关的复杂冷却系统。
低维护和更长的使用寿命
DPSS激光器通常具有更长的使用寿命和双倍的维护间隔,显著减少了停机时间和运营中断。配合长期稳定性,Skylark laser激光器还提供了增强的可靠性,使其成为希望减少预防性和应对性维护时间及资源投入的工业客户的理想选择。
维护方面是固体激光器相对气体激光器的优势,氦镉激光器通常需要在5000小时后更换气体管,并且容易出现风扇和控制板故障。激光管在使用寿命结束时可能不仅仅是“死亡”,而可能表现出性能下降或不稳定,因此需要更换或翻新。如果气体激光器发生故障,则必须更换昂贵的激光管,其价格通常是整个激光器价格的一半。故障的 DPSS 激光器只需要更换泵浦二极管或倍频晶体,维修成本会更低。氩离子激光器的典型维护需求包括每5000小时更换等离子体管,以及每5年更换阴极线。
电源和冷却系统故障是两种气体和离子激光器常报告的维护问题,常常需要完全替换这些组件以确保激光器的持续运行。
对于氦镉激光器主人来说,激光系统失效后的处理也带来了额外挑战,因为氦镉管中含有镉,这些激光器既不符合RoHS标准也不符合REACH标准,使得它们的处理既困难又昂贵。DPSS激光器通过完全符合RoHS和REACH标准,消除了这些问题。随着环境法规对镉的使用越来越严格,维护和操作 HeCd 激光器将变得越来越困难。Skylark 符合 RoHS 标准可确保其满足未来的监管标准,而不会影响性能。
降低持有成本(初始成本高,之后的运行成本低,总计性价比高)
尽管DPSS激光器的初始成本可能高于气体激光器,但较低的运行成本(每小时能源成本降低超过100倍)、更长的使用寿命和减少的维护需求,长期来看能带来显著的成本节省。 氦镉气体激光器和氩离子激光器的运行和维护成本高昂。它们的功耗高——并且需要定期更换或翻新激光管、电源、冷却系统、线路以及其他组件,这些都大大增加了总体拥有成本。 假设每年折旧率为20%,每年使用5000小时,氦镉激光器的拥有成本在前三年内可以超过47,900美元。对于氩离子激光器,这一成本可以扩展到146,800美元,而DPSS激光器的年度拥有成本则比气体和离子激光器低大约88%。 总之,如果您目前正在使用325纳米的氦镉气体激光器或351.1纳米的氩离子激光器,并希望提高效率、性能并降低拥有成本,结论:对于目前使用 HeCd 激光器的实验室和行业,Skylark 320 NX激光器提供了卓越的替代解决方案。 Skylark 320 NX 设计紧凑,性能增强,能效卓越,符合环保要求,无需维护,是明智而有远见的投资。改用这款激光能在可用性和成本效益方面带来立竿见影的好处。
Skylark 320 NX激光器参数:
输出光参数 |
|
输出功率 |
最高可达 200 mW |
波长 |
320 nm |
谱线宽度 |
≤ 0.5 MHz |
空间模式 |
TEM00 |
光谱稳定性 |
± 0.2 pm (8小时连续工作) |
相干长度 |
> 100 m |
输出功率稳定性 |
≤ 2.0 % (8小时连续工作) |
输出功率噪声 |
≤ 0.1 % RMS (10 Hz – 10 MHz) |
光束发散角 |
1.0 mrad, 衍射极限 |
输出光束直径 |
0.6 - 1.2 mm |
光束指向稳定性 |
≤ 5 μrad/°C |
设备尺寸 |
|
L×W×H(长宽高) |
240 x 150 x 100 mm |
出光口高度 |
65 mm |
环境参数 |
|
环境温度范围 |
18 - 30 °C |
激光头接口温度稳定性 |
± 1.5 °C |
储存温度 |
0 - 50 °C |
湿度 |
0 - 50 %,无冷凝 |
激光头 |
密封的 |
集成功能特点 |
|
插入式USB连接 |
组合式散热器 |
多功能控制软件 |
远程诊断支持 |
可选配件 |
|
散热器 |
风扇辅助风冷,或水冷式热电制冷 |
外部手动电源控制器 |
0 - 100 %, 连续型 |
保修 |
|
12个月保修 |
保修激光头和控制器 |
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