LIBS 분야에서 1535nm 마이크로칩 레이저의 응용 전망

2023년 4월 20일

1535nm 마이크로칩 레이저는 Er:Glass를 작동 매질로 사용하는 눈에 안전한 레이저입니다. 이 레이저는 소형 레이저 거리 측정기 분야에서 널리 사용되고 인정받고 있습니다. 최근에는 LIBS(레이저 유도 파괴 분광법) 휴대용 장치에 이 레이저를 사용하는 것에 대한 관심이 업계에서 높아지고 있습니다. 본 논문에서는 1535nm 레이저의 몇 가지 특성을 소개하고 기존의 1064nm 레이저와 비교하여 LIBS 분야에서 1535nm 레이저의 응용 전망을 간략하게 분석합니다.

RealLight의 1535nm 1mJ 레이저

1. 1535nm 레이저는 주로 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

소형 크기: 1mJ 출력의 레이저를 예로 들면, 레이저의 무게는 20g 미만입니다.

소형 전원 공급 장치: 크기는 20x40mm 이내로 조절 가능하며, 작동 전류가 낮아 휴대용 기기에 적합합니다.

TEC 없이 넓은 온도 범위에서 작동 가능: 작동 온도 범위는 -40~65℃입니다.

TEM00 빔은 안정적인 에너지를 가지고 있습니다.

눈에 안전한 파장: 안전하게 사용할 수 있습니다.

RealLight의 1535nm 1mJ 및 1064nm 레이저 제품 사양

휴대용 LIBS 장비는 레이저의 집적도와 부피에 대한 요구 사항이 엄격한 열악한 실외 환경에서 사용됩니다. 이 마이크로칩 레이저는 1535nm 파장에서 모든 응용 분야의 요구 사항에 적합한 특성을 지니고 있습니다. 열전 소자(TEC)가 필요 없기 때문에 전력 소비가 매우 낮으며, 복잡한 현장 환경에서도 사용하기에 적합합니다.

2. 1535nm 레이저의 스펙트럼 여기 능력 비교

LIBS 검출에서는 에너지 밀도가 매우 중요합니다. 1.3 미만의 M2 값을 갖는 우수한 빔 품질을 자랑하는 1535nm 마이크로칩 레이저는 집속이 용이합니다. 예를 들어, 펄스 폭이 7ns이고 펄스 에너지가 1mJ인 레이저 빔을 직경 0.1mm의 초점에 집속하면 최대 전력 밀도가 1.8GW/cm2에 도달하여 LIBS 여기의 에너지 요구 사항을 충분히 충족할 수 있습니다. 아래 그림은 황동 시료 테스트에서 1535nm 레이저와 1064nm 레이저의 스펙트럼 비교를 보여줍니다. 스펙트럼 비교 차트에서 1535nm 레이저와 1064nm 레이저의 여기 스펙트럼에는 차이가 없음을 알 수 있습니다.

RealLight의 1064nm 및 1535nm 마이크로칩 레이저의 스펙트럼 여기 효과 비교

3. 광석 시료 검출에 사용된 1535nm 마이크로칩 레이저의 결과

경금속 분야에서 1535nm 파장의 적용 가능성을 검증하기 위해 펄스 에너지 1mJ의 1535nm 레이저를 사용하여 5Hz의 반복률로 베릴 시료를 테스트했습니다. 테스트 스펙트럼은 다음과 같습니다.

RealLight의 1535nm 1mJ 마이크로칩 레이저를 사용한 베릴 샘플 테스트 결과

요약하자면, 레이저의 특성과 실제 측정 결과를 통해 1535nm 마이크로칩 레이저는 LIBS 휴대용 및 현장 장비 분야에서 폭넓은 응용 가능성을 가지고 있으며, 경원소 검사 분야에서 기존의 1064nm 레이저를 대체할 수 있음을 알 수 있습니다.

RealLight는 2010년에 설립된 하이테크 기업으로, 다이오드 레이저, 마이크로칩 레이저, 협대역 레이저, 고출력 고체 레이저, 레이저 검출 및 응용 기술의 연구 개발 및 제조를 전문으로 합니다. RealLight는 LIBS 응용 분야 사용자에게 필요한 지원을 제공할 것입니다.