ليزر الحالة الصلبة عالي الطاقة من سلسلة PQE

مقدمة عن منتج RealShock® PQE Series عالي الطاقة من الليزر ذي الحالة الصلبة من مصنعي المعدات الأصلية
تُطوّر شركة RealLight Technology بشكل مستقل ليزر الحالة الصلبة RealShock® PQE Series المُضخّم بالديود والمُبدّل Q بشكل سلبي، والمُصمم خصيصًا لتطبيقات التحليل الدقيق، بما في ذلك مطيافية الانهيار المُستحث بالليزر (LIBS)، والاستئصال بالليزر، واختبار عتبة التلف البصري. يعتمد هذا الليزر على مسار بصري متكامل على شريحة دقيقة، يجمع بين وحدة الضخ وبلورة الليزر، ويُوفر طاقة نبضة واحدة تزيد عن 10 مللي جول مع تحكم دقيق في عرض النبضة ضمن 3 نانو ثانية. يتميز الليزر بحجمه الصغير جدًا، وتبريده الهوائي دون الحاجة إلى مُبرد مائي، واستهلاكه المنخفض للطاقة، وهو مُجهز بلوحات دوائر تحكم مُصغّرة مُخصصة لمصنعي المعدات الأصلية (OEM) لدمجه على نطاق واسع في أجهزة الكشف المحمولة وأجهزة الفحص الميداني، مما يجعله مصدر ليزر نبضي مصغر عالي الطاقة وفعال من حيث التكلفة للاستخدام المحلي.

1. مسار بصري دقيق متكامل وتصميم تكامل موجه نحو مصنعي المعدات الأصلية
تعتمد سلسلة PQE على تجويف رنين دقيق مدمج مع وحدة ضخ ثنائية وبلورة ليزر. وبفضل تصميمها الخالي من المكونات البصرية المنفصلة المعقدة، تم تصغير رأس الليزر إلى 83×30×22.1 مم فقط، مما يسهل تضمينه داخل المجسات المحمولة وأجهزة الفحص المتنقلة. كما أنها مزودة بنظام تبريد بالهواء النقي بدلاً من أنظمة التبريد المائي، مما يلغي الحاجة إلى المبردات وأنابيب المياه ووحدات التبريد، ويبسط عملية إعداد النظام ويقلل من حجمه الإجمالي وتكاليفه.
لتلبية متطلبات التطوير الثانوي لمصنعي المعدات، تم توفير لوحة تحكم مدمجة مستقلة (45×39.6×110.3 مم) لتوفير مرونة في التصميم داخل خزائن المعدات. تدعم هذه اللوحة مصدر طاقة منخفض الجهد 12 فولت تيار مستمر، باستهلاك طاقة أقصى للنظام لا يتجاوز 20 واط، ما يجعلها متوافقة مع الأجهزة المحمولة التي تعمل بالبطاريات. تتضمن اللوحة منفذًا تسلسليًا RS-232 وواجهات تحكم متعددة القنوات للإدخال/الإخراج، وتدعم أوضاع التشغيل الداخلية والخارجية لتوصيل سلس مع وحدات التحكم الدقيقة الرئيسية، وأنظمة جمع البيانات الطيفية، ووحدات مزامنة التوقيت، مما يقلل من عوائق تصحيح الأخطاء والتكامل في الإنتاج الضخم.
يتميز الليزر بقدرة واسعة على التكيف مع البيئة: تتراوح درجة حرارة التشغيل من 10 درجة مئوية إلى 35 درجة مئوية، بينما تتحمل درجة حرارة التخزين من -20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية، مما يضمن أداءً مستقرًا في ظروف العمل الميدانية الخارجية، والمثبتة على المركبات، والمختبرية دون أي انحراف في المسار البصري أثناء التشغيل طويل الأمد.

2. مزايا الأداء الأساسية
2.1 طاقة نبضة واحدة عالية تزيد عن 10 مللي جول في حجم صغير للغاية للحصول على طاقة ذروة فائقة.
يُصدر النموذج القياسي PQE-1064-0.01-10 ليزرًا بالأشعة تحت الحمراء بطول موجي 1064 نانومتر، بطاقة نبضة واحدة تتجاوز 10 ملي جول وعرض نبضة ضيق أقل من 3 نانو ثانية، مما يُولّد طاقة ذروة فائقة. يُؤيّن هذا النموذج بكفاءة عالية مختلف المعادن والخامات وعينات التربة لإنتاج بلازما لتحليل العناصر بتقنية LIBS وأخذ العينات بالاستئصال الليزري، مما يُغني عن الحاجة إلى مُضخّمات طاقة إضافية ويُبسّط البنية البصرية العامة.

2.2 مخرجات مستقرة لبيانات اختبار قابلة للتكرار
يقل تذبذب طاقة RMS عن 3%، مما يوفر طاقة نبضية ثابتة أثناء أخذ العينات المستمر لفترات طويلة، لضمان نتائج قابلة للتكرار في الكشف الطيفي واختبار عتبة التلف. تبلغ زاوية التباعد الكاملة عند 1/e² 3 ملي راديان في الاتجاهين الأفقي والرأسي، مما يوفر تقاربًا ممتازًا للشعاع وتركيزًا دقيقًا لتقليل الأخطاء التجريبية.
2.3 تبريد هوائي باستهلاك منخفض للطاقة، مثالي للأجهزة المحمولة خفيفة الوزن
يتخلى هذا التصميم، الذي يعتمد كلياً على التبريد الهوائي، عن أنظمة التبريد المائي الشائعة في الليزرات التقليدية عالية الطاقة، ويستهلك طاقة قصوى تبلغ 20 واط، كما يدعم الأجهزة المحمولة التي تعمل بالبطارية. ويساهم رأس الليزر المصغر خفيف الوزن في تقليل الوزن الإجمالي للمعدات المحمولة، مما يسهل عمليات الفحص الميداني.

2.4 حلول OEM القياسية الفعالة من حيث التكلفة
تُصنّع جميع المكونات البصرية الأساسية للرقاقة الدقيقة ذاتيًا، مع سلاسل توريد مستقرة ومزايا تنافسية كبيرة من حيث التكلفة للطلبات الكبيرة. يتيح تصميم رأس الليزر ولوحة التحكم المنفصلة المعياري التكامل المباشر دون الحاجة إلى تعديلات بصرية معقدة، مما يُقلل من دورات تطوير المعدات ويُشكّل بديلاً اقتصاديًا لليزر المصغر عالي الطاقة المستورد بتقنية Q-switching.

3. وصف كامل للمعايير الفنية
يُصدر النموذج القياسي PQE-1064-0.01-10 شعاعًا بالأشعة تحت الحمراء بطول موجي 1064 نانومتر بمعدل تكرار ثابت 10 هرتز، بطاقة نبضة واحدة تزيد عن 10 ملي جول وعرض نبضة أقل من 3 نانو ثانية؛ ويبلغ استقرار الطاقة RMS أكثر من 3%. زاوية التباعد الكاملة عند 1/e² هي 3 ملي راديان على المحورين الأفقي والرأسي. يعتمد الليزر على التبريد الهوائي، بأبعاد رأس ليزر 83×30×22.1 ملم. تتراوح درجة حرارة التشغيل من 10 إلى 35 درجة مئوية، ودرجة حرارة التخزين من -20 إلى 60 درجة مئوية.
تعمل دائرة التحكم الأصلية المتوافقة على مصدر طاقة 12 فولت تيار مستمر، باستهلاك طاقة أقصى يبلغ 20 واط. تشمل واجهات التحكم اتصال RS-232 وإشارات إدخال/إخراج متعددة القنوات، وتدعم أوضاع التشغيل الداخلية والخارجية. يبلغ حجم لوحة التحكم 45×39.6×110.3 مم، ويمكن تركيبها بشكل مستقل داخل خزائن المعدات لتحقيق تحكم كامل في توقيت انبعاث الليزر، ومراقبة الطاقة، وتبديل الطاقة.

4. مجالات التطبيق الرئيسية
4.1 التحليل العنصري باستخدام مطيافية الانهيار المستحث بالليزر (LIBS)
باعتبارها مصدر الضوء الأساسي للإثارة في أجهزة التحليل الطيفي بالليزر المحمولة، تعمل طاقة النبضة الواحدة فائقة الارتفاع على تأيين جميع أنواع العينات الصلبة بسرعة، مما يتيح تحديد العناصر في الموقع بشكل سريع، بما في ذلك الخامات والسبائك والتربة والنفايات الخطرة. يتناسب حجمها الصغير تمامًا مع المجسات المحمولة، كما يتيح التبريد الهوائي أخذ عينات ميدانية متواصلة لفترات طويلة مع طاقة ثابتة لضمان دقة نتائج الكشف.

4.2 أخذ عينات الاستئصال بالليزر
تُستخدم هذه التقنية في استئصال المواد على نطاقات دقيقة وإزالة آثار العينات. يوفر عرض النبضة الضيق منطقة متأثرة بالحرارة صغيرة للغاية للتحكم الدقيق في الاستئصال، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في المختبرات وفي سيناريوهات الكشف المباشر مثل اقتران مطياف الكتلة وتحليل التركيب السطحي للمواد.

4.3 اختبار عتبة التلف البصري
يُستخدم لمعايرة أداء مقاومة التلف الناتج عن الليزر للأغشية البصرية والعدسات والمكونات البلورية. يُمكّن خرج طاقة النبضات المستقر والقابل للتحكم من قياس دقيق لعتبات تلف المكونات، مما يلبي متطلبات فحص الجودة للمختبرات البصرية ومصنعي العناصر البصرية.

5. ملخص المنتج
يُحقق ليزر الحالة الصلبة عالي الطاقة من سلسلة RealShock® PQE، المُصمم خصيصًا للمصنعين الأصليين، والمبني على مسار بصري متكامل بتقنية Q-switching السلبية، طاقة خرج نبضية عالية تتجاوز 10 مللي جول ضمن هيكل فائق الصغر، جامعًا بين خمس مزايا رئيسية: عرض نبضة ضيق أقل من 3 نانو ثانية، تبريد هوائي بدون مبرد مائي، استهلاك منخفض للطاقة، قابلية للحمل، ومكونات دعم قياسية للمصنعين الأصليين. يُسهّل تصميم رأس الليزر المنفصل مع لوحة التحكم عملية دمج المعدات، مما يجعله مناسبًا للتطوير الواسع النطاق لأجهزة تحليل LIBS المحمولة، ومعدات الكشف بالليزر الميدانية، وأجهزة الاختبار البصرية. وبفضل أدائه الذي يُضاهي أداء مصادر الليزر المصغرة عالية الطاقة المستوردة بتقنية Q-switching، وسعره التنافسي المتميز، يُعد هذا الليزر الحل الأمثل لليزر النبضي في السوق المحلية لمؤسسات البحث العلمي، ومصنعي الأجهزة التحليلية، وشركات معدات الفحص البيئي.