Ar žinote DPSS lazerių pramoninį pritaikymą? (4 dalis)

Dpss lazeriaigali būti naudojamas 12 sričių, šiandien supažindinsime su keturiomis taikymo sritimis ir jų principais

9. Fotovoltinė apžiūra

Lazeriniai fotovoltinio tikrinimo metodai atskleidžia įvairias medžiagų savybes ir yra plačiai naudojami visoje pramonėje. Matavimai, tokie kaip paviršiaus atspindžio, gilaus lygio gaudyklės, nešiklio difuzija, kristalų struktūra ir ribos, sankryžos tipo gylis ir temperatūra, šviesos sugertis ir sklaida bei fotonų degradacija, turi įtakos saulės elementų efektyvumui ir gali būti matuojami naudojant įvairius optinius procesus. .

Dauguma fotovoltinių elementų gaminami iš silicio; Tačiau mokslininkai ieško pigesnės ir efektyvesnės alternatyvos – perovskito. Per pastarąjį dešimtmetį perovskito saulės elementų energijos konversijos efektyvumas išaugo nuo mažiau nei 4 procentų iki beveik 30 procentų, sukeldamas didelį sumaištį. Nedidelis perovskito medžiagos kiekis gali pagaminti tiek pat saulės energijos, kiek ir kelios tonos silicio. Perovskitai, kaip tiesioginės juostos puslaidininkiai, idealiai tinka saulės elementams. Perovskitas yra įperkamas, tvarus ir efektyvus ir gali aplenkti silicį PV rinkoje. Tačiau perovskito efektyvumas buvo matuojamas tik mažuose mėginiuose ir dar nėra komerciškai perspektyvus.

Vieno dažnio lazeriai yra efektyvi, bekontakčio alternatyva brangiems litografijos žingsniams, o su tinkamomis lazerio charakteristikomis ir bangos ilgiais šie šviesos šaltiniai taip pat gali apžiūrėti, keisti ir aktyvuoti šias naujas medžiagas. Norint pasiekti didelį derlių už mažesnę kainą, reikalingas šviesos šaltinis, pasižymintis didele erdvine skiriamąja geba, puikia spindulio kokybe ir ilgalaikiu galios stabilumu. Pavyzdžiui, fotoliuminescencinis (PL) vaizdas gali būti naudojamas eferentinei kokybės kontrolei (plokščių gamintojai) ir aferentinei kokybės kontrolei (baterijų gamintojai), kur artimojo infraraudonųjų spindulių (NIR) lazeriai dažnai naudojami kaip ekonomiški šviesos šaltiniai šiam tikslui. Ultravioletinio (UV) diapazono lazeriai suteikia lankstumo medžiagų apibūdinimui ir apdorojimo etapams. Kaip ir puslaidininkių apdorojimo atveju, UV šviesa naudojama įvairiuose matavimo etapuose ir fotovoltinių elementų tikrinimo technikose, kai trumpesnis bangos ilgis leidžia analizuoti padidėjusį paviršiaus sudėtingumą, o didelės galios UV šaltinis spinduliuoja arba pašalina suardytas medžiagas ant substrato barjero.

Vieno dažnio lazeriai apima NIR–UV diapazoną, o jų charakteristikos yra specialiai sukurtos šių optinių procesų pritaikymui.

Spindulio kokybė: apima lazerio spindulio dydį, formą, stabilumą ir intensyvumą. Vieno skersinio režimo spindulys (TEM 00) yra būtinas PV elementams apibūdinti, kad būtų galima gerai valdyti erdvę. Puiki spindulio forma, stabili kryptis ir mažas elipsiškumas užtikrina nuoseklų apdorojimą ir aptikimą.

Mažas triukšmas: PV elementai ir plokštelių aptikimo lazeriai turi skleisti mažą triukšmą, kad būtų sumažintos aptikimo klaidos ir išvengta netikslaus apibūdinimo. Žemas triukšmo lygis kartu su siauru linijos pločiu pagerina signalo ir triukšmo santykį bei padidina matavimo ir aptikimo jautrumą.

Stabilumas: norint užtikrinti nuoseklumą nuo akumuliatoriaus iki akumuliatoriaus ir skydelio iki skydelio, lazeris taip pat reikalauja puikaus spektro ir galios stabilumo, kad būtų galima atlikti didelės raiškos matavimus ir pašalinti klaidas atliekant ilgalaikius matavimus.

10. Grotelių meistrų gamyba

Optinės difrakcijos gardelės yra dažniausiai naudojami prietaisai šviesos bangos ilgiui matuoti, sudaryti iš keleto reguliariai išdėstytų difrakcinių elementų, būtent tarpų ir briaunų, kurie gali pakaitomis paveikti krintančios šviesos fazę ir amplitudę. Praktinis grotelių pavyzdys yra jų naudojimas spektrometruose. Įėjimo plyšys yra objektyvo židinio plokštumoje, todėl bet kuri krintanti šviesa gali praeiti pro ją ir tapti lygiagrečia. Tada šviesa atsitrenkia į groteles taip, kad krintanti šviesa pasiskirstytų į ją sudarančius bangos ilgius, o intensyvumo pasiskirstymą galima stebėti tiesiogiai arba užfiksuoti fotometru.

Grotelės gali būti išdėstytos perdavimo arba atspindžio režimu ir yra plačiai naudojamos įvairiose lazerinėse sistemose. Šios grotelės montuojamos rezonatoriaus viduje ir išorėje bangos ilgio parinkimui, pluošto atskyrimui, pluošto formavimui ir poliarizacijai. Didelio našumo lazerinės gardelės pasižymi pažeidimo slenksčiais esant tam tikram bangos ilgiui, taip pat dideliu impulsų pločiu, pasikartojimo dažniu ir difrakcijos efektyvumu poliarizacijos kryptimi.

Holografiniai ir interferenciniai litografijos procesai yra įprasti gardelių gamyboje, nors aukštos kokybės spektrines gardeles galima gauti tik įdiegus didelės raiškos dangas ir trumpųjų bangų lazerius. Grotelės gali būti sukurtos nubrėžiant smulkų lazerio trukdžių lauką ant litorezisto sluoksnio, kur trukdžių bangos gali būti generuojamos amplitudės padalijimu bangų frontui arba koherentiniam lazerio pluoštui – dažniausiai vieno režimo lazeriams.

Bendras tokiu būdu sukurtų gardelių efektyvumas ir kokybė priklauso nuo kelių naudojamo šviesos šaltinio charakteristikų, tokių kaip bangos ilgis ir poliarizacija, o renkantis tinkamą lazerį grotelių meistrų gamybai reikia atsižvelgti į šiuos parametrus:

Didelė galia: paprastai reikalingas trumpesnis ekspozicijos laikas, nes tai sumažina žalingą išorinį poveikį, pvz., vibraciją. Todėl pirmenybė teikiama didesniam šviesos intensyvumui.

Galios stabilumas: išėjimo galios svyravimai gamybos proceso metu gali sustiprinti interferogramą, todėl gali atsirasti netikslumų. Todėl itin stabili išėjimo galia ir neaptinkamas galios triukšmas yra labai svarbūs norint užtikrinti grotelių pagrindinio disko kokybę.

Spindulio kokybė: puiki spindulio kokybė ir nukreipimo stabilumas taip pat yra pagrindiniai parametrai, užtikrinantys nuoseklią ir tikslią analizę.

11. Brillouino sklaida

Brillouino efektas – tai neelastinga sklaida, kurią sukelia parametrinė fotonų sąveika su šiluminiais fononais, kaip nustatyta Ramano spektroskopijoje, nors čia jį sukelia šviesos sąveika su fononais, kurie vibruoja akustiniame diapazone; Dažnai vadinamos garso bangomis. Dėl šių dinamiškų šiluminių svyravimų gali pasikeisti nešiklio medžiagos dielektrinė konstanta ir lūžio rodiklis, todėl fotonams prasiskverbiant gali susidaryti silpni neelastiniai sklaidos efektai. Ši neelastinga sąveika sukelia dažnio pokytį krintančioje šviesoje, proporcingą santykiniam fonono greičiui, todėl pasikeičia energija arba Stokso poslinkis, kuris yra keliomis eilėmis mažesnis už Ramano poslinkį dėl garso greičio palyginimo. ir šviesos greitis.

Ramano atveju šis Stokso poslinkis yra susijęs su specifine vibracine ir sukimosi sąveika molekuliniame lygmenyje, o Brillouin poslinkis yra makroskopinės žemo dažnio sąveikos su didžiąja terpe, kai netiesinius efektus dažniausiai sukelia elektrostrikcija, rezultatas. Šį Stokso poslinkį taip pat gali sukelti krūvio struktūros (polarono) arba jo magnetinio (magnetono) virpesių pokyčiai. Fotonai gali prarasti energiją, sukeldami judėjimą ilgesnio bangos ilgio link, arba gauti energijos, sukeldami trumpesnį bangos ilgį (anti-Stokes).

Esant mažai lazerio galiai, šie Brillouino efektai gali atsirasti spontaniškai, tačiau esant didesniam galios intensyvumui, šį efektą gali tiesiogiai sužadinti sužadinti fotonai, vadinami stimuliuotu Brillouino sklaida (SBS). Dėl SBS nešiklio medžiagoje generuojamos garso bangos, sklindančios ta pačia kryptimi kaip ir krintantis spindulys, o išsibarstę ir judantys fotonai atsispindi arba atsispindi atgal į krintantį pluoštą. Ši sklaida gali būti analizuojama siekiant nustatyti įvairias submikroninių plėvelių ir mėginių elastines savybes, taip pat birių medžiagų paviršiaus savybes ir yra naudojamas įvairiems tikslams; Pavyzdžiui, geologija, biologija ir gyvosios gamtos mokslai, nafta ir dujos, telekomunikacijos ir kt. Pavyzdžiui, būtent šis stimuliuojamas atgalinio atspindžio efektas riboja bendrą optinę galią, kuri gali būti įšvirkščiama į pluoštą. Šis efektas taip pat plačiai naudojamas optinėje fazių konjugacijoje, kur fazių konjugacijos veidrodžiai (PCM) naudojami lazerio kristalų terminiams iškraipymams koreguoti ir gauti daugiau Gauso pluošto formų.

Kadangi sklaidos efektas yra labai silpnas, o Stokso poslinkis yra tik keli pikometrai, naudojamas sužadinimo lazeris yra labai svarbus. Lazeris turi turėti itin siaurą linijos plotį ir ilgą koherencijos ilgį, kad būtų užtikrinta, jog Brillouin sklaidos efekto rezultatai būtų aiškiai matomi esant gera skiriamoji geba ir signalo ir triukšmo santykis.

12. Interferometrija

Interferometrija reiškia plačią techniką, kuri remiasi dviejų koherentinių šviesos takų, dažniausiai atskirtų nuo vieno šviesos šaltinio, superpozicija, kad susidarytų trukdžių modelis. Šiuos trukdžius sukelia kelių tarp dviejų pluoštų skirtumas, etaloninis šviesos kelias ir krintančio pavyzdžio šviesos kelias, dėl kurio išmatuojamas pakraščio raštas. Ši matavimo technika gali būti naudojama įvairiems tikslams – nuo ​​paprastų atstumo ar paviršiaus matavimų iki konstrukcijų ir įtempių iki gravitacinių bangų matavimų.

Teoriškai tipinė eksperimentinė sąranka yra labai paprasta. Labai stabilus koherentinis lazeris yra padalintas į dvi dalis, kad būtų sukurti atskiri ir vienodi spinduliai. Viena yra atskaitos svirtis su fiksuotu keliu, o kita sudaro judantį krintantį mėginio spindulį. Iš pradžių du šviesos pluoštai yra fazėje, atskirti nuo to paties koherentinio šaltinio. Jei abu keliai yra vienodo ilgio, pasiekę detektorių jie vis tiek bus vienoje fazėje. Tačiau nedidelis mėginio pluošto kelio nuokrypis pakeičia jo fazę etaloninio pluošto atžvilgiu ir taip sukuria atitinkamus trukdžių modelio nukrypimus. Šie trukdžių modelio nukrypimai yra išmatuojami rezultatai.

Renkantis tinkamą šviesos šaltinį interferometrijai, reikia atsižvelgti į kelis veiksnius:

Pirma, šviesos šaltiniui reikia hiperspektrinio stabilumo, kad būtų užtikrinta, jog modelio pasikeitimą sukelia mėginys, o ne lazerio efektas. Didesnis koherencijos ilgis, taigi ir siauresnis linijų plotis, iš dalies nulems matavimo skiriamąją gebą, kartu atsižvelgiant į naudojamą bangos ilgį.

Tolimųjų spindulių nukreipimo stabilumas užtikrina nuoseklius matavimus pasirinktoje mėginio vietoje, o aukštos šviesos kokybė sumažina sudėtingumą, kuris gali kilti analizuojant matavimo rezultatus.

Galiausiai, svarbu atsižvelgti į turimą galios lygį, palyginti su imties dydžiu, nes didesnė galia gali atvaizduoti didesnį plotą.

Kontaktinė informacija:

Jei turite kokių nors idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, sieksime savo tikslo teikti klientams aukštą kokybę, žemas kainas ir geriausias paslaugas.