ال 355NM الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية) الليزر1 يستخدم على نطاق واسع في معالجة المواد, التطبيقات الطبية الحيوية, والتحليل. توظف الحالة الصلبة المضغوطة الصمام الثنائي (DPSS) تكنولوجيا2, استخدام ND:yag البلورات الكريستالية وغير الخطية للترددات المتدلية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء ليزر الأشعة فوق البنفسجية 355nm من خلال عملية بصرية معقدة. توفر هذه المقالة مقدمة مفصلة للهيكل, مبادئ, التطبيقات, و حسابات تبديد الحرارة3 من 355NM UV ليزر, جنبا إلى جنب مع الإرشادات حول اختيار المبرد المناسب للإدارة الحرارية.
ما هو ليزر الأشعة فوق البنفسجية 355nm?
المبدأ الأساسي للليزر
ال 355NM UV ليزر4 يعتمد على تقنية التردد5 من ND:ليزر ياج, تحويل ليزر الأشعة تحت الحمراء 1064nm إلى طيف الأشعة فوق البنفسجية من خلال عملية بصرية غير خطية متعددة المراحل. تتضمن الخطوات الأساسية:
-
عملية ضخ: صمام مضخة 808nm يثير الإثارة ND:ياج كريستال, توليد ليزر 1064nm.
-
جيل التوافقي الثاني (SHG)6: يمر الليزر 1064nm عبر KTP أو BBO Crystal, مضاعفة تواترها لإنتاج ضوء أخضر 532 نانومتر.
-
جيل التردد (SFG): ضوء 532 نانومتر و 1064 نانومتر يدخل بلورة غير خطي, الجمع لتشكيل 355NM UV ليزر4 ضوء.
ميزات ليزر الأشعة فوق البنفسجية 355nm
-
طول موجة قصيرة7: كثافة الطاقة العالية لضوء الأشعة فوق البنفسجية تجعلها مثالية للمعالجة الدقيقة والتطبيقات الطبية الحيوية.
-
عالية أحادية اللون8: تتيح عرض خط الطيف الضيق للغاية تطبيقات عالية الدقة.
-
تأثير حراري منخفض9: أوضاع النبض القصيرة تقلل من الانتشار الحراري, تحسين جودة المعالجة.
-
- –
هيكل ليزر الأشعة فوق البنفسجية 355NM
المكونات الرئيسية
أ 355NM UV ليزر4 يتكون عادة من المكونات الأساسية التالية:
| عنصر | وظيفة | المعلمات النموذجية |
|---|---|---|
| اختصار الثاني:ياج كريستال10 | يولد الليزر الأساسي 1064nm | 1064الطول الموجي نانومتر, 70% كفاءة التحويل |
| مضخة الصمام الثنائي | 808مضخات ضوء nm ND:ياج | 50% كفاءة التحويل الإلكترونية الضوئية |
| KTP/BBO البلورة غير الخطية11 | 1064NM → 532NM تردد مضاعفة, 532نانومتر + 1064نانومتر → 355nm | كفاءة تحويل التردد من 50% |
| تجويف بصري | تذبذب الليزر والتضخيم | مرايا الانعكاس العالي ونقل جزئي |
| نظام التحكم في درجة الحرارة | يحافظ على درجة حرارة التشغيل الكريستالية المثلى | تبريد TEC, ± 0.1 درجة مئوية دقة |
| مزود الطاقة & السيطرة على الإلكترونيات | يوفر الطاقة الكهربائية والتحكم في إخراج الليزر | 100-240مدخلات VAC |
تعمل هذه المكونات معًا لتحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء الأشعة فوق البنفسجية 355nm, يستخدم على نطاق واسع في التصنيع الدقيق, البحوث الطبية, وغيرها من الحقول.
تطبيقات ليزر الأشعة فوق البنفسجية 355NM
1. معالجة الدقة
-
علامة دائرة ثنائي الفينيل متعدد الكلور12: يتيح ليزر الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة وضع علامات عالية الدقة على لوحات ثنائي الفينيل متعدد الكلور دون إتلاف مواد.
-
الحفر الزجاجي: يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن يعالج الأسطح الزجاجية مباشرة, مما يجعلها تستخدم على نطاق واسع في صناعات الإلكترونيات والبصريات.
2. التطبيقات الطبية الحيوية
-
تسلسل الحمض النووي13: يثير ليزر الأشعة فوق البنفسجية 355NM أصباغ الفلورسنت للكشف عن الحمض النووي عالي الحساسية.
-
التلاعب بالخلايا: يستهدف ضوء الأشعة فوق البنفسجية هياكل الخلية بدقة, تسهيل الأبحاث البصرية.
3. أشباه الموصلات & الالكترونيات الدقيقة
-
معالجة الويفر السيليكون14: أشعة الأشعة فوق البنفسجية تزيل ملوثات النطاق الميكرون, تعزيز دقة تصنيع الرقائق.
-
معالجة عرض OLED: تستخدم لإصلاح الليزر الشاشة المرنة, تحسين عائد الإنتاج.
حساب تبديد الحرارة لليزر الأشعة فوق البنفسجية 355nm
الصيغة الأساسية لحساب الحرارة
يمكن حساب الحرارة الناتجة عن الليزر باستخدام الصيغة التالية:
Q = P_elec – P_opt
أين:
-
p_elec = الطاقة الكهربائية الإدخال
-
p_opt = إخراج الطاقة البصرية في 355 نانومتر
بناءً على البيانات التجريبية, ال كفاءة15 من كل مرحلة على النحو التالي:
عموما كفاءة15 من الطاقة الكهربائية إلى 355طاقة نانومتر البصرية16 تقريبا 8.75%, معنى 91.25% يتحول طاقة المدخلات إلى الحرارة. الحمل الحراري هو الحد الأدنى من سعة المبرد لتبريد الليزر:
-
100W إدخال طاقة → 91.25W توليد الحرارة17
-
500W إدخال الطاقة → 456.25W توليد الحرارة17
تحليل مصدر الحرارة
| مصدر الحرارة | طريقة الحساب | مساهمة الحرارة |
|---|---|---|
| مضخة فقدان الصمام الثنائي | 50% من الطاقة الكهربائية | 50دبليو (100W المدخلات) |
| اختصار الثاني:yag فقدان الكريستال | 30% فقدان الضوء 808nm | 15دبليو (100W المدخلات) |
| SHG & خسارة SFG | 50% الخسارة في تحويل التردد | 26.25دبليو (100W المدخلات) |
أشعة الليزر عالية الطاقة (فوق 24W) يتطلب أنظمة تبريد المياه18 لضمان عملية مستقرة طويلة الأجل.
كيفية اختيار مبرد لليزر فوق البنفسجي 355nm?
1. حساب متطلبات التبريد
يجب أن يعتمد اختيار المبرد على حسابات الحمل الحراري19. على افتراض أن الحمل الحراري الكلي للليزر س = 500W, the chiller’s minimum قدرة التبريد20 يجب أن ترضي:
p_cooling ≥ Q.
بالإضافة إلى ذلك, أ هامش السلامة21 يجب النظر, و قدرة التبريد20 على الأقل 600دبليو يوصى به.
2. مقارنة المعلمة الرئيسية
| المعلمة | اختيار معيار | وصف |
|---|---|---|
| قوة التبريد | ≥ 1.2 × حمل الحرارة بالليزر | يضمن هامش التبريد |
| دقة التحكم في درجة الحرارة | ± 0.1 درجة مئوية أو أعلى | يؤثر على استقرار الليزر |
| معدل تدفق المياه | ≥10 لتر/دقيقة | يؤثر على كفاءة التبريد |
| المبرد الصديق للبيئة | R134A أو R410A | تلبي المعايير البيئية |
3. نماذج المبرد الموصى بها
- Q580 Series Laser Chiller (580دبليو)
* دقة التحكم في درجة الحرارة: ±0.1 درجة مئوية
* Cooling method: تبريد ضاغط التردد المتغير Micro DC
* طلب: مناسب لتبريد ليزر الأشعة فوق البنفسجية 10W-20W
* Water pump head: 20م, معدل التدفق 24L/دقيقة
- M160 سلسلة المبرد الصناعي (1600دبليو)
* مناسب ل الطاقة العالية (>30دبليو) أشعة الليزر فوق البنفسجية
* نظام إعادة ملء المياه التلقائي22 للتشغيل الممتد
* الاستخدامات R410A المبرد الصديق للبيئة23
اختيار المبرد المناسب يعزز بشكل كبير من الاستقرار بالليزر, يمتد عمره, ويقلل من تكاليف الصيانة طويلة الأجل.
خاتمة
تتضمن المكونات الأساسية لليزر 355nm للأشعة فوق البنفسجية ND:ياج كريستال, بلورات التردد غير الخطي, ونظام التحكم في درجة الحرارة الدقيق. بالنظر إلى انخفاض كفاءة تحويل الطاقة, 91.25% من الطاقة الكهربائية المدخلات تتحول إلى الحرارة24, جعل فعال الإدارة الحرارية25 ضروري. تستخدم أشعة الليزر عالية الطاقة عادة تبريد المياه, مثل Q580 أو M160 سلسلة المبردات26, للحفاظ على درجات حرارة التشغيل المثلى وضمان الاستقرار على المدى الطويل. في التطبيقات العملية, يجب على المستخدمين تحديد حل تبريد مناسب استنادًا إلى حسابات تبديد الحرارة لتعزيز أداء الجهاز وطول العمر.
-
استكشف التطبيقات المتنوعة لأشعة الليزر 355nm للأشعة فوق البنفسجية في مختلف المجالات, enhancing your understanding of their significance and utility. ↩
-
Learn about DPSS technology to grasp the innovative methods behind laser generation and its advantages in various applications. ↩
-
يعد فهم حسابات تبديد الحرارة أمرًا ضروريًا للإدارة الحرارية الفعالة في أنظمة الليزر, ضمان الأداء الأمثل وطول العمر. ↩
-
يمكن أن يوفر استكشاف تطبيقات الليزر 355nm للأشعة فوق البنفسجية نظرة ثاقبة على تنوعها في مختلف الصناعات, enhancing your understanding of this technology. ↩ ↩ ↩
-
Understanding frequency-multiplication technology will deepen your knowledge of laser mechanics and its innovative applications in modern technology. ↩
-
سيوضح التعرف على SHG دوره الحاسم في تكنولوجيا الليزر, خاصة في عمليات تحويل الترددات, which is essential for advanced applications. ↩
-
Explore this link to understand how short wavelength UV lasers are revolutionizing precision processing and biomedical fields. ↩
-
Discover the significance of high monochromaticity in achieving precision in various laser applications. ↩
-
Learn how low thermal impact enhances processing quality and efficiency in laser technology. ↩
-
فهم وظيفة ND:YAG crystals in lasers can deepen your knowledge of laser technology and its applications. ↩
-
Learning about KTP/BBO nonlinear crystals will help you grasp the complexities of laser frequency conversion and its importance in producing specific wavelengths. ↩
-
استكشف كيف تعزز أشعة الليزر للأشعة فوق البنفسجية الدقة في علامات ثنائي الفينيل متعدد الكلور, ensuring quality and efficiency in electronics manufacturing. ↩
-
اكتشف دور الليزر فوق البنفسجي في تسلسل الحمض النووي, boosting sensitivity and reliability in genetic research. ↩
-
تعرف على كيفية تعزيز أشعة الليزر للأشعة فوق البنفسجية معالجة رقاقة السيليكون, leading to better chip manufacturing and performance. ↩
-
الكفاءة هي المفتاح لزيادة الإنتاج وتقليل النفايات إلى الحد الأدنى. Discover detailed calculations and methods to improve laser efficiency. ↩ ↩ ↩ ↩ ↩ ↩
-
تعرف على أهمية القوة البصرية 355nm في التطبيقات المختلفة, enhancing your knowledge of laser technology. ↩
-
يعد فهم توليد الحرارة أمرًا ضروريًا لتحسين أداء الليزر ومنع الضرر. Explore this link for in-depth insights. ↩ ↩
-
تعد أنظمة تبريد المياه ضرورية للحفاظ على استقرار الليزر. Click to find out how they enhance performance in high-power applications. ↩
-
تأكد حسابات الحمل الحراري الدقيق من تحديد المبرد الأيمن, منع ارتفاع درجة الحرارة. Discover detailed methods and tips here. ↩
-
يعد فهم قدرة التبريد أمرًا ضروريًا لأداء الليزر الأمثل وطول العمر. Explore this link to learn more about its significance. ↩ ↩
-
هامش أمان يحمي المعدات من الأحمال الحرارية غير المتوقعة, تعزيز الموثوقية. Click to find out why this is essential in chiller selection. ↩
-
Learning about automatic water refill systems can enhance your knowledge of chiller operations and maintenance efficiency. ↩
-
Exploring the benefits of R410a can inform you about its environmental impact and efficiency in cooling systems. ↩
-
يعد فهم معدل التحويل أمرًا ضروريًا لتحسين الإدارة الحرارية في الليزر عالي الطاقة, ensuring efficiency and longevity. ↩
-
تعد الإدارة الحرارية الفعالة أمرًا حيويًا للحفاظ على أداء الليزر ومنع الضرر, making this resource essential for users. ↩
-
يمكن أن يساعدك استكشاف هذه المبردات في اختيار أفضل حل للتبريد لأشعة الليزر عالية الطاقة, enhancing performance and stability. ↩
