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Wellenlängenflexibilität ohne Kompromisse

Der optisch gepumpte Halbleiterlaser(OPSL) ist eine einzigartige Technologie, die die besten Eigenschaften von Laserdioden, DPSS(Diode Pumped Solid State) und Ionenlasern vereint und gleichzeitig eine Reihe ihrer kompromittierenden Einschränkungen 제거하다. So waren zum Beispiel viele Ionengaslaser und Diodengepumpte Festkörperlaser der ersten Generation in der Lage, einen Ausgangsstrahl mit dem qualitativ hochwertigen TEM₀₀-Mode zu erzeugen, der für viele Anwendungen erforderlich ist, darunter konfokale Mikroskopie, Durchflusszytometrie und Holografie. Leider는 Ausgangswellenlängen auf eine Handvoll Emissionslinien beschränkt, die durch das Verstärkungsmaterial bestimmt wurden, z. B. 이온레이저의 경우 488nm, DPSS-레이저의 경우 1064nm(및 하모니셴). Wichtige Anwendungen은 Vergangenheit an eine dieser festen Wellenlängen angepasst und manchmal auch nicht optimiert, vor allem 488 nm in den Biowissenschaften에서 사용됩니다. Andererseits können Diodenlaser auf der Basis von binären und ternären Halbleitern so hergestellt werden, dass sie in einem ständig wachsenden Bereich von sichtbaren und nahen IR-Wellenlängen arbeiten. Bei diesen Geräten handelt es sich jedoch in der Regel um so genannte Kantenemitter, bei denen das Licht von einer kleinen(mikrometergroßen) und asymmetrischen Ausgangsfacette Emtiert wird. Infolgedessen ist der Ausgangsstrahl은 뚜렷한 발산, 비대칭, nicht beugungsbegrenzt 및 종종 난시를 나타냅니다. Für jede Anwendung, die konventionelle Strahleigenschaften erfordert, benötigen diese eine Vielzahl von Optiken, um den Strahl umzuformen und räumlich zu filtern. Außerdem bedeutet die hohe Intensität auf der kleinen Ausgangsfacette, dass die Leistungsskalierung begrenzt ist und in der Regel mehrere, in einem Balken oder Array angeordnete Emitter erforderlich sind. Dies ist nachteilig für Anwendungen, die einen stark kollimierten oder fokussierten Strahl erfordern.

Der OPSL ist eine einzigartige Laserarchitektur, die die Wellenlängenflexibilität von Laserdioden und die hervorragenden Strahleigenschaften herkömmlicher Laser vereint. Darüber hinaus bietet es weitere wichtige Vorteile, wie die Skalierung und Reduzierung des Stromverbrauchs.

OPSL-Architektur

Der OPSL ist eine Art oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Resonator(VCSEL). Bei einem herkömmlichen VCSEL wird das Licht senkrecht zum Übergang Emtiert und tritt an der Vorderseite des Diodenchips aus, nicht am Rand. Die größere Ausgangsapertur führt zu einem Strahl mit geringerer Divergenz, der auch Symmetrisch sein kann. Leider können elektrisch gepumpte VCSELs nicht die hohe Leistung eines Kantenemitters erzeugen, da es keine Möglichkeit gibt, eine große Fläche mit Ladungsträgern zu überfluten, ohne ausgedehnte Elektroden zu verwenden, die zu große optische Verluste Verursachen Würden. Dieses Problem kann jedoch umgangen werden, indem das Gerät mit einem Diodenlaser optisch gepumpt wird, um die Ladungsträger zu erzeugen – ein von 바카라 카지노 Patentierter Ansatz. Dies ist die Grundlage des OPSL.

Abbildung 1 ist ein vereinfachtes Schema, das die wichtigsten Elemente eines OPSL zeigt. Das Pumplicht eines direct gekoppelten Einzelemitters oder eines fasergekoppelten Laserdioden-Arrays wird auf der Vorderseite des OPSL-Chips abgebildet. Dieser monolithische III-V-Halbleiterchip enthält Schichten aus ternären Quantentöpfen(InGaAs), die sich mit binären(GaAs) Schichten abwechseln. Diese binären Schichten sind so optimiert, dass sie Pumpstrahlung effizientsorbieren, was zu einer hohen Population von Ladungsträgern führt. Dies führt zu einer Besetzungsinversion und Rekombination in den Quantentöpfen은 Laseremission führt의 자극이 되었습니다. Hinter diesen Absorptions-/Emissionsschichten befinden sich mehrere abwechselnde Schichten mit hohem und niedrigem Index, die als verlustarmer DBR-Spiegel(Distributed Bragg Reflector) fungieren, der für die gewünschte OPSL-Ausgangswellenlänge optimiert ist. Der Halbleiterchip ist auf einem Kühlkörper montiert, um eine effiziente Kühlung über seine gesamte Rückseite zu ermöglichen.

OPSL-Wellenlängensteuerung

Wie bei anderen halbleiterbasierten Lasern Emtiert der OPSL bei einer Wellenlänge, die durch die Stöchiometrie und diephysikalischen Abmessungen der Quantentopfstrukturen bestimmt wird. Durch änderung der Zusammensetzung und Größe dieser Quantentöpfe kann der OPSL-Chip je nach Anwendung für verschiedene spezifische Ausgangswellenlängen maßgeschneidert werden – siehe Abbildung 2.

Die meisten 바카라 카지노 OPSLs enthalten einen doppelbrechenden Filter im Inneren der Kavität. Damit werden zwei typische Eigenheiten der meisten Diodenlaser, einschließlich des OPS-Chips, behoben. Zunächst einmal kann dieser Verstärkungschip im Vergleich zu Lasern, die aufatomarer Emission basieren, wie z. B. 아르곤-이오넨-레이저, Licht über eine größere Bandbreite von Wellenlängen emitieren. Außerdem variiert die mittlere Wellenlänge von Chip zu Chip leicht, weshalb die Hersteller von Laserdioden einen Aufpreis für die Auswahl von Laserdioden in einem engen Wellenlängenfenster verlangen. Der doppelbrechende Filter fungiert als schmalbandiger Intrakavitätsfilter, dessen Transmissionswellenlänge durch Drehung um seine Normale Achse eingestellt wird. Dieser Filter wird verwendet, um die Emission auf ein schmales Band zu begrenzen – bei einigen Modellen eine einzelne 경도 모드 – und auch, um den Ausgang präzise auf die Zielwellenlänge einzustellen.

Die 바카라 카지노-OPSLs basieren auf InGaAs-Verstärkerchips. Das liegt daran, dass dies einige der zuverlässigsten Dioden mit der längsten Lebensdauer und den besten Leistungseigenschaften sind. Quantentopf-Bauelemente dieser Art können so konstruiert werden, dass sie Laseremissionen über einen breiten Bereich im nahen IR erzeugen. Diese wird dann mit Hilfe eines intrakavitären Frequenzverdopplungskristalls effizient in eine sichtbare Ausgangsleistung umgewandelt. Und für Anwendungen, die eine Ultralite Ausgangsleistung benötigen, sind einige OPSLs auch mit einem Paar interkavitärer Kristalle ausgestattet, um eine Frequenzverdreifachung durchzuführen.

Der Wert der Wellenlängenflexibilität

Vor dem Aufkommen der OPSL-Technologie mussten Anwendungen, die einen sichtbaren oder UV-Laserstrahl mit Milliwatt bis Watt Dauerstrichleistung(CW) benötigten, eine der verfügbaren festen Wellenlängen verwenden. Zunächst Waren은 488nm 및 514nm Linien des Argon-Ionen-Lasers와 함께 Emissionslinien von Ionengaslasern을 죽입니다. Dann wurden DPSS-Laser bei 1064 nm, die intrakavitär auf 532 nm verdoppelt wurden, allgemein verfügbar. Es gab große Lücken im sichtbaren Spektrum, wo kein einfacher Laser verfügbar war, insbesondere im gelben und orangefarbenen Teil des Spektrum. Die wachsende Nachfrage nach Lasern, die in diesen Bereichen Emtieren, insbesondere in den Biowissenschaften, konnte nur durch Krypton-Ionen-Laser, Farbstofflaser oder Festkörperlaser gedeckt werden, die komplexe Mischungsschemata verwenden, die auf ineffizienten Schwachen Emissionslinien Basieren. Infolgedessen mussten Anwendungen, die diese Wellenlängen benötigten, oft Kompromisse eingehen, um einer der verfügbaren Laserwellenlängen zu entsprechen. Der OPSL hat einen Paradigmenwechsel bewirkt. Heute wird jede etablierte order neu entstehende Anwendung von einem OPSL unterstützt, die speziell für die Wellenlänge entwickelt wurde, die diese Anwendung optimiert. Zwei sehr unterschiedliche Anwendungen veranschaulichen die Vorteile dieser Fähigkeit.

AMD의 Photokoagulation

Die feuchte Form der altersbedingten Makulade Generation(AMD) ist eine der Hauptursachen für Sehkraftverlust und Erblindung. Die Erkrankung ist durch Lecks in den Blutgefäßen der Makula gekennzeichnet. Dies ist ein kleiner(< 6mm Durchmesser) Bereich der Netzhaut, der sich in der Mitte des Gesichtsfeldes befindet und für das hochauflösende Farbensehen verantwortlich ist. Je nach Lage des undichten Blutgefäßes ist eine Laserphotokoagulation häufig eine empfohlene Behandlung. Hier erzeugt der Laser eine kontrollierte, lokale Verätzung, die die winzigen betroffenen Gefäße verödet und weitere Blutungen verhindert.

Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Photokoagulation ist die Gewebeselektivität, d. 시간. der Verschluss der Zielgefäße, ohne das umliegende Gewebe in irgendeiner Weise zu schädigen. Das Hauptunterscheidungsmerkmal zwischen dem undichten Gefäß und anderem Gewebe ist das Vorhandensein von Blut. Selektivität lässt sich는 또한 Verwendung einer Laserwellenlänge erreichen, die bevorzugt von Blut Absorbiert wird에 가장 적합합니다. Außerdem muss es sich um eine sichtbare Wellenlänge handeln, damit der Laser die transparente Vorderseite des Auges unschädlich durchdringen kann. Der Hauptbestandteil des Blutes mit sichtbarer Absorption ist Oxyhämoglobin, und viele Jahre lang war die am häufigsten verwendete Laserwellenlänge 532 nm(von einem Diodengepumpten Festkörperlaser), was nahe an einem schwachen Absorptionspeak von Oxyhämoglobin liegt.

Die Absorption von Oxyhämoglobin erreicht jedoch ihren Höhepunkt bei 577nm(siehe Abbildung 3). OPSL-Laser(Genesis MX577) 엔트비켈트에 대한 일관된 모자는 Wellenlänge eine Leistung von 3Watt liefert입니다. Dies führte zu einem verbesserten Gefäßverschluss bei geringerer thermischer Belastung des Auges im Vergleich zum Vorgängermodell mit 532 nm. Neben diesem wichtigen Vorteil ermöglichte die Fähigkeit des OPSL, schnell zu pulsen(bis zu 100kHz), ein hohes Maß an Dosierungskontrolle zur Maximierung der Wundheilungsreaktion mit einem 최소 lokalem Gewebetrauma. Aus diesen Gründen hat der 577-nm-OPSL den 532-nm-DPSS als bevorzugten Laser in dieser Anwendung verdrängt.

Lichtshows mit überragender Farbpalette

Lichtshows stellen einen ganz anderen Anwendungsbereich dar, in dem die Wellenlängenflexibilität von OPSLs sie zur ersten Wahl bei Lasern gemacht hat. Das Farbspektrum (die Farbskala), das von einer Laser-Lightshow-Engine erzeugt werden kann, hängt von den verwendeten Laserwellenlängen ab. 전통적인 방식으로 Farbprojektoren drei 레이저 – rot, grün und blau(RGB) – wobei der blaue 레이저 다이 Argonionen-Legierungswellenlänge bei 488nm 전쟁. Das menschliche Auge reagiert jedoch sehr empfindlich auf Farbunterschiede. Eine Herausforderung bei Lasershows ist es, ein echtes Weiß zu erzeugen, das technisch als D65 bezeichnet wird.

일관된 nutzt die OPSL-Technologie, um Multi-Watt-Leistung bei herkömmlichen RGB-Wellenlängen sowie bei zwei wichtigen nicht herkömmlichen Wellenlängen für Lichtshows zu liefern: 577 nm, die ursprünglich für die Photokoagulation entwickelt wurden, 460nm. Wie in Abbildung 4 zu sehen ist, sorgt Letzteres für eine breitere Farbskala und, was noch wichtiger ist, Weiß kann durch Mischen von nur zwei Lasern – bei 577 und 460 nm – erzeugt werden. Ein konkretes Beispiel veranschaulicht den Wert dieser neuen Wellenlängen für den Designer von Lichtshows.

Im Jahr 2011 wollte BMW seine neue i-Serie von verbrauchsarmen Autos auf den Markt Bringen – eine bedeutende Marktentwicklung für eine Marke, die schon immer Wert auf Leistung und Handling gelegt hatte. 프랑크푸르트의 Sie wählten die Internationale Automobilausstellung(IAA). Die Markteinführung wurde von der BlueScope konzipiert und von Rockservice mit Hilfe von LOBO, einem führenden Unternehmen für Lasershows mit Sitz in Aalen, Deutschland, durchgeführt. Das Gesamtkonzept dieses aufsehenerregenden Starts bestand darin, jedes der Autos durch einen Tunnel aus blauem Laserlicht zu enthüllen – siehe Abbildung 5. Darüber hinaus enthielt die Präsentation weitere Lasereffekte. Diese Laserelemente는 BMW Firmenblau übereinstimmen에서 exakt mussten exakt, das auch für die anderen visuellen Kompontenen(z. B. LED-Bildschirme) der Launch-Präsentation verwendet wurde를 확인합니다. Die wahrgenommene Farbe variiert jedoch je nach Standort, Hintergrundbeleuchtung und anderen Faktoren. Daher benötigte LOBO die Möglichkeit, vor Ort subtile änderungen an der blauen Ausgabe der Projektoren vorzunehmen. 완벽한 Farbüberinstimmung zu erreichen, Wäre mit herkömmlichen RGB-Projektoren sehr schwierig gewesen. Stattdessen 모자 LOBO seine RGB-Projektoren mit zwei blauen OPSL(바카라 카지노 Taipan) 구성 – 488nm 및 460nm. Dies ermöglichte ein einfaches "Tweaking" der blauen Ausgabe, um die wahrgenommene Farbe der anderen BMW-Bildschirm-Kompointen in der Ausstellungshalle unter den endgültigen Lichtbedingungen anzupassen.