سلسلة HQP ليزرات عالية القدرة تعمل في نطاق النانو ثانية

مقدمة عن منتج ليزر RealLight HQP عالي الطاقة يعمل بنبضات دون النانوثانية
طورت شركة RealLight Technology بشكل مستقل سلسلة ليزر HQP عالي الطاقة ذي النبضات دون النانوثانية، والموجهة خصيصًا لصناعات LiDAR ومعالجة الليزر الدقيقة. يعتمد الليزر على مجموعة كاملة من المكونات البصرية الأساسية المطورة ذاتيًا، بما في ذلك ليزر البذر، والعازل البصري، ومصدر الضخ، ومضخم الليزر، مما يوفر نبضات ضيقة دون النانوثانية، وطاقة متوسطة عالية، ومعدل تكرار عالٍ. يتميز الليزر ببنية مدمجة وخفيفة الوزن، ومسار بصري محكم الإغلاق، وتصميم منخفض الطاقة ومبرد بالهواء، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع مختلف التطبيقات، ويخدم سيناريوهات متنوعة مثل LiDAR المحمول جوًا/لرسم الخرائط، والتصنيع الدقيق على مستوى الميكرو-نانو، والكشف البصري، والعلاج الطبي للعيون. تدعم الإصدارات القياسية أطوال موجية مزدوجة 1064 نانومتر و532 نانومتر مع عرض نبضة يصل إلى 500 بيكو ثانية؛ وتتوفر نماذج مخصصة بطول موجة فوق بنفسجية 355 نانومتر ومعدلات تكرار أعلى عند الطلب.

1. تصميم بصري متكامل مطور ذاتيًا وهيكل صغير الحجم وموثوق
تعتمد سلسلة HQP على بنية MOPA (مضخم طاقة المذبذب الرئيسي) المطورة ذاتيًا، مع مصدر بذرة وعازل ومضخة وسلسلة تضخيم داخلية الصنع، مما يحقق فقدًا بصريًا منخفضًا وخرج طاقة ذروة مستقرًا. يعمل الرنان المحكم الإغلاق تمامًا على عزل التداخل الناتج عن الغبار والرطوبة وتقلبات درجة الحرارة لمنع انحراف المسار البصري أثناء التشغيل المستمر طويل الأمد وإطالة عمر الخدمة.
بفضل نظام التبريد الهوائي بدلاً من المبردات المائية، يستهلك هذا الليزر طاقة قصوى أقل من 200 واط، مع استهلاك منخفض للطاقة أثناء التشغيل وعدد أقل من الأجهزة الطرفية المساعدة. يفصل التصميم المنفصل رأس الليزر عن وحدة التغذية الكهربائية، مما يجعله صغير الحجم وسهل التركيب: أبعاد رأس الليزر 85×91.6×240 مم، وأبعاد وحدة التغذية الكهربائية 172×100×197 مم، وهو مثالي للأجهزة ذات المساحة المحدودة، بما في ذلك أجهزة LiDAR المدمجة، وآلات المعالجة الآلية، والأجهزة الطبية المصغرة.
تدعم واجهات التحكم الكهربائية القياسية مصدر طاقة 15 فولت تيار مستمر، ومدخل تشغيل خارجي TTL 5 فولت، ومخرج بصري متزامن 3 فولت عند حمل 50 أوم، واتصال تسلسلي RS232 للاتصال السلس مع أجهزة الكمبيوتر العليا وأنظمة التحكم في الحركة ووحدات توقيت LiDAR، مما يبسط تكامل النظام.

2. مزايا الأداء الأساسية
2.1 نبضات ضيقة دون النانوثانية لتقليل الضرر الحراري في التصنيع الدقيق
يصل الحد الأدنى لعرض النبضة إلى 500 بيكو ثانية. تعمل النبضات فائقة السرعة التي تقل مدتها عن نانو ثانية على كبح الانتشار الحراري بشكل كبير، مما ينتج عنه حواف تشغيل نظيفة خالية من الحروق الحرارية أو الخبث، وهي مثالية للحفر الدقيق والنقش الداخلي والتشكيل الدقيق على المستوى الميكروي والنانوي. بالنسبة لتقنية الليدار وقياسات الموجات فوق الصوتية الليزرية، تعمل النبضات الضيقة على تحسين دقة تحديد المدى ونسبة الإشارة إلى الضوضاء.

2.2 متوسط ​​طاقة عالٍ ونطاق واسع لمعدل التكرار لظروف عمل متعددة الاستخدامات
تتوفر ثلاثة خيارات لمعدل التكرار الرئيسي (5 كيلوهرتز، 20 كيلوهرتز، 50 كيلوهرتز). يوفر الإصدار ذو الطول الموجي 1064 نانومتر طاقة متوسطة قصوى تبلغ 5 واط وطاقة نبضة واحدة تصل إلى 500 ميكرو جول؛ بينما يصل الإصدار الأخضر ذو الطول الموجي 532 نانومتر إلى طاقة متوسطة تبلغ 2.5 واط وطاقة نبضة واحدة تبلغ 250 ميكرو جول. يتيح التبديل المرن بين معدلات التكرار العالية والمنخفضة إمكانية الكشف عن بُعد باستخدام تقنية LiDAR، والوسم المستمر عالي السرعة، والنقش السريع.

2.3 شعاع عالي الجودة في الوضع الأساسي واستقرار الإخراج على المدى الطويل
يُصدر هذا الجهاز شعاعًا أساسيًا من نوع TEM00 غاوسيًا بجودة فائقة. زاوية التباعد الكاملة عند 1/e² في الاتجاهين الأفقي والرأسي أقل من 10 ملي راديان، ونسبة إخماد الاستقطاب تتجاوز 100:1 للتحكم الدقيق في الشعاع. يبقى تذبذب القدرة RMS أقل من 3% خلال 8 ساعات من التشغيل المتواصل، مما يضمن إنتاجًا ثابتًا أثناء الإنتاج الضخم وعمليات فحص LiDAR طويلة الأمد لتعزيز الإنتاجية والحصول على بيانات كشف قابلة للتكرار.

2.4 نطاق واسع لدرجة حرارة التشغيل وقدرة عالية على التكيف مع الظروف البيئية
تتراوح درجة حرارة التشغيل القياسية من 15 درجة مئوية إلى 35 درجة مئوية، بينما تتحمل درجة حرارة التخزين من -20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية. ويعمل الجهاز بثبات في المعدات المثبتة على المركبات، والمنشآت الخارجية، والمختبرات، وورش العمل الصناعية دون الحاجة إلى تحكم دقيق في درجة الحرارة والرطوبة.

3. وصف كامل للمعايير الفنية
يوفر ليزر HQP ذو النبضات دون النانوثانية طولين موجيين قياسيين: الأشعة تحت الحمراء بطول موجي 1064 نانومتر، والضوء الأخضر بطول موجي 532 نانومتر، مع ثلاثة معدلات تكرار: 5 كيلوهرتز، و20 كيلوهرتز، و50 كيلوهرتز. بالنسبة للطول الموجي 1064 نانومتر: يوفر معدل 5 كيلوهرتز قدرة متوسطة تبلغ 2.5 واط وطاقة نبضة واحدة تبلغ 500 ميكرو جول؛ ويوفر معدل 20 كيلوهرتز قدرة متوسطة تبلغ 5 واط وطاقة نبضة واحدة تبلغ 250 ميكرو جول؛ ويوفر معدل 50 كيلوهرتز قدرة متوسطة تبلغ 4 واط وطاقة نبضة واحدة تبلغ 80 ميكرو جول. أما بالنسبة للطول الموجي 532 نانومتر: فيوفر معدل 5 كيلوهرتز قدرة متوسطة تبلغ 1.25 واط وطاقة نبضة واحدة تبلغ 250 ميكرو جول؛ ويوفر معدل 20 كيلوهرتز قدرة متوسطة تبلغ 2.5 واط وطاقة نبضة واحدة تبلغ 125 ميكرو جول؛ ويوفر معدل 50 كيلوهرتز قدرة متوسطة تبلغ 2 واط وطاقة نبضة واحدة تبلغ 40 ميكرو جول. يضيق عرض النبضة مع ارتفاع معدلات التكرار، ليصل إلى أقل من 500 بيكو ثانية عند الحد الأقصى 50 كيلو هرتز، ويظل استقرار الطاقة RMS أقل من 3٪ لجميع التكوينات على مدار 8 ساعات من التشغيل المستمر.
تُخرج جميع الطرازات حزمًا ضوئية من النمط الأساسي TEM00 بزاوية تباعد كاملة أقل من 10 ملي راديان على المحورين الأفقي والرأسي، ونسبة إخماد استقطاب تزيد عن 100:1. يعمل الجهاز كهربائيًا بمدخل 15 فولت تيار مستمر، ويقبل إشارة تشغيل خارجية TTL بجهد 5 فولت، ويُخرج إشارة ضوئية متزامنة بجهد 3 فولت عند مقاومة 50 أوم، مع منفذ RS232 للتحكم في النظام. يبلغ الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة أقل من 200 واط. أبعاد منفصلة لوحدة التغذية (172×100×197 مم) ورأس الليزر (85×91.6×240 مم). درجة حرارة التشغيل من 15 إلى 35 درجة مئوية، ودرجة حرارة التخزين من -20 إلى 60 درجة مئوية، تصميم محكم الإغلاق ومبرد بالهواء بدون نظام تبريد مائي. تتوفر إصدارات مخصصة بطول موجي للأشعة فوق البنفسجية 355 نانومتر ومعدل تكرار أعلى عند الطلب.

4. مجالات تطبيق متنوعة
4.1 تقنية الليدار والكشف عن الفضاء
مثالي لأنظمة قياس المسافة بالليزر (LiDAR) وأنظمة التصوير بالمسح الضوئي (LiDAR). تعمل النبضات الضيقة التي تقل مدتها عن نانوثانية على تعزيز دقة قياس المسافة، بينما تُمكّن معدلات التكرار العالية من المسح المستمر عالي السرعة. يدعم الحجم الصغير دمجه في أنظمة LiDAR المحمولة جواً، والمثبتة على المركبات، وأنظمة المسح. كما يُستخدم في التألق الناتج عن الليزر، والكشف البصري الجوي، وقياس الموجات فوق الصوتية بالليزر للاستشعار عن بُعد والفحص البصري.

4.2 المعالجة الدقيقة بالليزر
تغطي هذه التقنية عمليات الوسم الدقيق، والنقش بالليزر، والنقش الداخلي على الزجاج/الكريستال، وحفر الثقوب الدقيقة، والتصنيع الدقيق على المستويين الميكروي والنانوي لمختلف المواد. توفر النبضات فائقة السرعة معالجة باردة مع مناطق متأثرة بالحرارة متناهية الصغر، مما يجعلها مناسبة لتصنيع هياكل دقيقة عالية الدقة على المعادن والسيراميك والزجاج والبوليمرات. كما يلبي معدل التكرار العالي والطاقة المتوسطة العالية متطلبات المعالجة عالية السرعة لخطوط الإنتاج الآلية.

4.3 التطبيقات الطبية الحيوية
تُستخدم هذه التقنية في أجهزة علاج العيون بالليزر، حيث تعمل النبضات التي تقل مدتها عن نانوثانية على تقليل الضرر الحراري لأنسجة العين والحد من المضاعفات بعد الجراحة. كما أنها تدعم إثارة التألق في الأنسجة البيولوجية والبحوث البصرية في المختبرات الطبية.

5. ملخص المنتج
بُني ليزر HQP عالي الطاقة ذو النبضات دون النانوثانية على تقنية بصرية متكاملة طورتها شركة RealLight، ويجمع بين خمس مزايا رئيسية: عرض نبضة ضيق دون النانوثانية، ومتوسط ​​طاقة ذروة يصل إلى 5 واط، ومعدل تكرار أقصى يبلغ 50 كيلوهرتز، وتصميم مدمج مُبرد بالهواء، واستقرار طويل الأمد بفضل إحكام إغلاقه. تُلبي خيارات الطول الموجي المزدوج القياسية 1064/532 نانومتر، بالإضافة إلى إصدار الأشعة فوق البنفسجية القابل للتخصيص بطول موجي 355 نانومتر، متطلبات مختلف القطاعات، بما في ذلك كشف LiDAR، والتصنيع الدقيق الصناعي، ومعدات طب العيون، والبحث العلمي البصري. يتميز هذا الليزر باستهلاك منخفض للطاقة، وسهولة التكامل، وتحمل واسع لدرجات الحرارة، مما يُقلل بشكل فعال من تكاليف تطوير وصيانة المعدات اللاحقة. وباعتباره مصدر ليزر نبضي دون النانوثانية محليًا فعالًا من حيث التكلفة، فإنه يخدم على نطاق واسع مصنعي معدات الأتمتة، وشركات LiDAR، ومعاهد البحوث الجامعية، ومنتجي الأجهزة الطبية.