使用固態激光器替代氦鎘和氬離子氣體激光器的六個優勢
 

介紹

氦鎘激光器和氬離子激光器作為中高功率的連續光輸出一直是工業和科學應用中不可缺少的一部分，但它們正在逐漸被固態激光器占據市場份額，固態激光器具有穩定、線寬窄、能效高、尺寸小、維護成本低、使用壽命長等特點，是傳統氣體激光器和離子激光器紫外波段可靠且穩定的替代品。

正文

自1960 年代以來，氬離子激光器一直是工業和科學應用中高功率連續光輸出不可或缺的一部分。而1970年，氦鎘(HeCd)氣體激光器進入市場后，它便成為了多種應用方向中更高效、更緊湊的替代品。這些氣體和離子激光器長期以來一直滿足著市場對325 nm和351.1 nm紫外波長的需求，但現在它們也正在逐漸失去市場份額。由于維護成本的增加和對電源效率、持有率以及成本的擔憂，許多氣體和離子激光器客戶正在轉向DPSS激光器作為其替代品。
 

為什么要改用DPSS激光器？

DPSS激光器具有維護要求低、運營成本低、使用壽命長、效率高、占地面積小等特點，是傳統氣體激光器和離子激光器可靠且穩定的替代品。
 

波長精度和光譜穩定性

DPSS激光器使用特定的晶體和諧振器設計來嚴格控制發射波長，在指定波長下提供精確穩定的輸出。氬離子和氦鎘激光器依賴于它們所用氣體的原子躍遷，這可能會受到氣體壓力和放電條件等因素的影響，從而導致波長發射的可預測性和精確性降低。這些因素也會影響光譜穩定性，從而降低長時間使用時的精度。這一改變可更加適用于需要長時間一致波長的應用，例如熒光、拉曼光譜和光刻過程，DPSS激光器在特定波長下可以提供穩定、長期的高性能。
 

超窄線寬和光譜純度

DPSS 激光器可產生低發散度的高質量TEM00高斯光束。與氣體和離子激光器相比，DPSS激光器的線寬在更長的相干長度上窄了幾個數量級，這有助于高分辨率測量，同時也降低干擾和噪聲強度。這些都是半導體檢測和光譜學等分析應用中的關鍵參數，DPSS激光器可以提供更高的準確性和清晰度。
 

提高能效，減少發熱

由于高壓電源、激光管工作以及額外冷卻的熱量產生，氣體和離子激光器在功率轉化效率方面處于劣勢。DPSS激光器具有高電光效率，相較于氣體激光器，其功耗明顯降低，同時產生更高的輸出功率。這對于降低能源消耗和減少發熱效應非常重要，特別是在對功率效率和維護成本有擔憂的情況下。
 

緊湊的尺寸

相較于氣體激光器，DPSS激光器通常更小、更緊湊，便于集成到各種系統和設置中，提高了靈活性和適用性。
 

維護成本低，使用壽命長

DPSS激光器通常具有更長的使用壽命，更短的維護間隔，從而極大的減少了停機時間和運行中斷。氦鎘激光器通常需要在5,000小時后頻繁更換氣管，并且容易出現風扇和控制板故障。激光管可能不會在其使用壽命結束時簡單地“死亡”，而是可能表現出性能下降或不穩定，因此需要更換或翻新。這時，鉻金屬作為一種毒性材料會極大地增加處理難度。氬離子激光器的典型維護要求包括每5,000小時更換一次等離子管和5年后更換陰極接線。電源和冷卻系統故障是氣體和離子激光器經常報告的維護問題，通常需要完全更換這些組件以確保激光器的持續運行。相較于氦鎘激光器和氬離子激光器，其長期穩定性更高，可靠性更強，為工業客戶帶來了明顯的優勢。
 

降低成本

盡管DPSS激光器的初始成本可能較高，但隨著時間的推移，其較低的運營成本、更長的使用壽命以及較低的維護要求使其總體擁有成本大幅減少。相比之下，氦鎘和氬離子激光器的高運行和維護成本可能在長期內導致顯著的經濟負擔。
 

DPSS激光器

昊量光電新推出一款紫外連續激光器可高效地代替氦鎘和氬離子激光器在紫外波段施展拳腳。這款新推出的320/349 nm窄線寬紫外連續激光器，輸出功率可達200 mW，線寬<0.5 MHz，相干距離>100 m，相比于傳統氦鎘激光器325nm和氬離子激光器351.1nm，該紫外連續激光器可以在320nm以及325nm產生更高的輸出功率，更窄的單模線寬及更強的穩定性，并且其在緊湊尺寸內集成了控制器和散熱，節省了空間和成本。
 

不同的方案在不同的應用領域具有各自的優勢和局限性。隨著激光技術的不斷進步，未來可能還會涌現出更多創新的激光器技術，為氦鎘和離子激光器找到更靈活、高效的替代品。

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