PQE-Serie Hochenergie-Festkörperlaser

RealShock® PQE-Serie: Einführung in hochenergetische OEM-Festkörperlaser
RealLight Technology entwickelt eigenständig den diodengepumpten, passiv gütegeschalteten Festkörperlaser der RealShock® PQE-Serie. Dieser wurde speziell für präzise analytische Anwendungen wie laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS), Laserablation und optische Zerstörschwellenmessung entwickelt. Dank eines integrierten Mikrochip-Lichtwegs, der Pumpmodul und Laserkristall vereint, liefert er Einzelpulsenergien von über 10 mJ mit einer Pulsdauer von unter 3 ns. Der Laser zeichnet sich durch seine ultrakompakte Bauweise, die Luftkühlung ohne Wasserkühler und den geringen Stromverbrauch aus. Er ist mit miniaturisierten, OEM-spezifischen Steuerplatinen ausgestattet und eignet sich daher ideal für die Massenintegration in tragbare Handdetektoren und Online-Inspektionsgeräte. So stellt er eine kostengünstige, hochenergetische Miniatur-Pulslaserquelle für den heimischen Markt dar.

1. Integrierter mikrooptischer Pfad und OEM-orientiertes Integrationsdesign
Die PQE-Serie verwendet einen Mikrochip-Resonator mit integriertem Diodenpumpenmodul und Laserkristall. Dank des Verzichts auf komplexe diskrete optische Komponenten ist der Laserkopf auf nur 83 × 30 × 22,1 mm minimiert und lässt sich problemlos in Handsonden und tragbare Inspektionsgeräte integrieren. Die reine Luftkühlung anstelle von Wasserkühlung macht zusätzliche Kühler, Wasserleitungen und Kälteanlagen überflüssig, vereinfacht die Systemeinrichtung und reduziert Gesamtvolumen und Betriebskosten.
Um den Entwicklungsanforderungen von Geräteherstellern gerecht zu werden, ist eine eigenständige, kompakte Steuerplatine (45 × 39,6 × 110,3 mm) für den flexiblen Einbau in Geräteschränke vorgesehen. Die Platine unterstützt eine 12-V-Niederspannungsversorgung mit einer maximalen Leistungsaufnahme von lediglich 20 W und ist somit mit batteriebetriebenen tragbaren Geräten kompatibel. Sie verfügt über eine RS-232-Schnittstelle und Mehrkanal-I/O-Steuerschnittstellen und unterstützt sowohl interne als auch externe Triggermodi für die nahtlose Anbindung an Hauptsteuerungs-Mikrocontroller, Spektrenerfassungssysteme und Timing-Synchronisationsmodule. Dies reduziert die Hürden für Fehlersuche und Integration in der Serienproduktion.
Der Laser zeichnet sich durch eine hohe Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Umgebungsbedingungen aus: Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen 10 °C und 35 °C, während die Lagertemperatur -20 °C bis 60 °C aushält. Dies gewährleistet eine stabile Leistung im Feldeinsatz, im Fahrzeugeinsatz und im Labor, ohne dass es bei Langzeitbetrieb zu einer optischen Pfaddrift kommt.

2. Kernleistungsvorteile
2.1 Über 10 mJ hohe Einzelimpulsenergie in Miniaturform für extrem hohe Spitzenleistung
Das Standardmodell PQE-1064-0.01-10 emittiert einen 1064-nm-Infrarotlaser mit einer Einzelpulsenergie von über 10 mJ und einer Pulsdauer von unter 3 ns, wodurch eine extrem hohe Spitzenleistung erzielt wird. Es ionisiert effizient verschiedene Metalle, Erze und Bodenproben und erzeugt so Plasma für die LIBS-Elementanalyse und die Laserablations-Probenahme. Dadurch entfällt die Notwendigkeit zusätzlicher Energieverstärker und die optische Gesamtarchitektur wird vereinfacht.

2.2 Stabile Ausgabe für reproduzierbare Testdaten
Die RMS-Energieschwankung liegt unter 3 % und gewährleistet so eine konstante Pulsenergie bei kontinuierlicher Langzeitmessung. Dies garantiert reproduzierbare Ergebnisse für die Spektralanalyse und die Bestimmung der Schadensschwelle. Der Divergenzwinkel bei 1/e² beträgt 3 mrad sowohl horizontal als auch vertikal und sorgt für eine exzellente Strahlkonvergenz und präzise Fokussierung zur Minimierung von Messfehlern.
2.3 Luftgekühlt, geringer Stromverbrauch, ideal für leichte Handgeräte
Im Gegensatz zu herkömmlichen Hochenergielasern, die auf Wasserkühlung verzichten, arbeitet dieser Laser vollluftgekühlt, verbraucht maximal 20 W und ist mit akkubetriebenen Handgeräten kompatibel. Der miniaturisierte, leichte Laserkopf reduziert das Gesamtgewicht der Handgeräte und ermöglicht so komfortable Inspektionen im Außeneinsatz.

2.4 Kostengünstige Standard-OEM-Lösung
Alle optischen Kernkomponenten der Mikrochips werden in Eigenregie gefertigt, was stabile Lieferketten und deutliche Kostenvorteile bei Großbestellungen ermöglicht. Das standardisierte Design mit geteiltem Laserkopf und Steuerplatine erlaubt die direkte Integration ohne aufwendige optische Justierung, verkürzt die Entwicklungszyklen der Geräte und stellt eine wirtschaftliche Alternative zu importierten miniaturisierten, hochenergetischen Q-geschalteten Lasern dar.

3. Vollständige Beschreibung der technischen Parameter
Das Standardmodell PQE-1064-0.01-10 emittiert Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 1064 nm und einer festen Wiederholrate von 10 Hz. Die Einzelpulsenergie liegt über 10 mJ, die Pulsdauer unter 3 ns. Die RMS-Energiestabilität beträgt weniger als 3 %. Der Divergenzwinkel (1/e²) beträgt 3 mrad in horizontaler und vertikaler Richtung. Der Laser ist luftgekühlt und hat die Abmessungen 83 × 30 × 22,1 mm. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen 10 °C und 35 °C, der Lagertemperaturbereich zwischen -20 °C und 60 °C.
Die passende OEM-Steuerschaltung arbeitet mit einer 12-V-Gleichstromversorgung und hat eine maximale Leistungsaufnahme von 20 W. Zu den Steuerschnittstellen gehören RS-232-Kommunikation und Mehrkanal-I/O-Signale, die interne und externe Triggermodi unterstützen. Die Steuerplatine misst 45 × 39,6 × 110,3 mm und kann unabhängig in Geräteschränken installiert werden, um die vollständige Steuerung von Laseremissionszeitpunkt, Energieüberwachung und Leistungsschaltung zu ermöglichen.

4. Wichtigste Anwendungsgebiete
4.1 Elementaranalyse mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS)
Als zentrale Anregungslichtquelle für tragbare LIBS-Analysatoren ionisiert sie mit ihrer extrem hohen Einzelpulsenergie schnell alle Arten von Feststoffproben und ermöglicht so die rasche Elementidentifizierung von Erzen, Legierungen, Böden und gefährlichen Abfällen direkt vor Ort. Dank ihrer Miniaturgröße ist sie ideal für Handsonden geeignet, und die Luftkühlung erlaubt kontinuierliche Langzeit-Probenahmen im Feld mit stabiler Energie für präzise Messergebnisse.

4.2 Laserablations-Probenahme
Anwendung findet das Verfahren bei der Materialablation im Mikrobereich und der Spurenprobenentnahme. Die geringe Pulsbreite erzeugt eine extrem kleine Wärmeeinflusszone für eine präzise Ablationssteuerung und eignet sich für Labor- und Online-Detektionsszenarien wie die Kopplung mit Massenspektrometrie und die Oberflächenzusammensetzungsanalyse von Materialien.

4.3 Prüfung der optischen Schadensschwelle
Wird zur Kalibrierung der Laserbeständigkeit von optischen Filmen, Linsen und Kristallbauteilen eingesetzt. Die stabile und kontrollierbare Pulsenergie ermöglicht die präzise Messung der Schadensschwellen von Bauteilen und erfüllt somit die Qualitätsanforderungen optischer Labore und Hersteller optischer Elemente.

5. Produktübersicht
Der RealShock® PQE-Serien-Hochenergie-OEM-Festkörperlaser basiert auf dem von RealLight selbst entwickelten, integrierten, passiv gütegeschalteten optischen Pfad eines Mikrochips und erreicht in einem ultrakompakten Gehäuse eine Pulsenergie von über 10 mJ. Er vereint fünf Kernstärken: eine Pulsbreite von unter 3 ns, Luftkühlung ohne Wasserkühler, geringen Stromverbrauch, Mobilität und standardisierte OEM-Komponenten. Die Architektur mit geteiltem Laserkopf und Steuerplatine senkt die Integrationshürden erheblich und eignet sich ideal für die Massenproduktion von tragbaren LIBS-Analysatoren, Laserdetektionsgeräten für den Feldeinsatz und optischen Prüfgeräten. Mit seiner Leistungsfähigkeit vergleichbar mit importierten miniaturisierten, gütegeschalteten Hochenergie-Laserquellen und seinem hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnis ist er die bevorzugte inländische Pulslaserlösung für Forschungsinstitute, Hersteller von Analysegeräten und Unternehmen der Umweltinspektion.