355NM紫外線レーザーの包括的な分析: 原則, 特徴, およびアプリケーション

The 355NM紫外線 (UV) レーザ¹ 材料処理で広く使用されています, 生物医学的アプリケーション, および分光法. それは雇用されます ダイオードポンプ固体状態 (DPSS) テクノロジー², NDを利用します:YAG結晶および非線形周波数干渉結晶は、複雑な光学プロセスを通じて電気エネルギーを355NM UVレーザー光に変換する. この記事は、構造の詳細な紹介を提供します, 原則, アプリケーション, と 熱散逸計算³ 355NM UVレーザーの, 熱管理に適したチラーを選択するためのガイドラインとともに.

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355nmの紫外線レーザーは何ですか?

レーザーの基本原理

The 355NM UVレーザー⁴ に基づいています 周波数拡大技術⁵ NDの:YAGレーザー, マルチステージの非線形光学プロセスを介して、1064NM赤外線レーザーをUVスペクトルに変換する. 基本的な手順には含まれます:

1. ポンピングプロセス: 808nmのポンプダイオードがndを興奮させます:Yagクリスタル, 1064nmレーザーの生成.

2. 第二高調波生成 (shg)⁶: 1064NMレーザーはKTPまたはBBOクリスタルを通過します, その周波数を2倍にして、532nmの緑色の光を生成します.

3. 合計周波数生成 (SFG): 532nmと残留1064nmライトは非線形結晶に入ります, 結合して形成 355NM UVレーザー⁴ ライト.

355nmの紫外線レーザーの特徴

• 短い波長⁷: UV光のエネルギー密度が高いため、精密処理や生物医学的アプリケーションに最適です.

• 高い単色⁸: 非常に狭いスペクトルライン幅は、高精度アプリケーションを可能にします.

• 低熱衝撃⁹: 短いパルスモードは、熱拡散を減らします, 処理品質の向上.

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355NM紫外線レーザーの構造

主要コンポーネント

あ 355NM UVレーザー⁴ 通常、次の重要なコンポーネントで構成されています:

成分	関数	典型的なパラメーター
Nd:Yagクリスタル10	基本的な1064nmレーザーを生成します	1064NM波長, 70% 変換効率
ポンプダイオード	808NMライトポンプnd:うん	50% 光電子変換効率
KTP/BBO非線形結晶11	1064NM→532NM周波数倍, 532nm + 1064NM→355NM	の周波数変換効率 50%
光キャビティ	レーザー振動と増幅	高反射および部分伝送ミラー
温度制御システム	最適な結晶動作温度を維持します	TEC冷却, ±0.1°Cの精度
電源 & コントロールエレクトロニクス	電力とレーザー出力制御を提供します	100-240VAC入力

これらのコンポーネントは協力して電気エネルギーを355nmのUV光に変換します, 精密製造で広く使用されています, 熱電半導体技術にもいくつかの制限があります, およびその他のフィールド.

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355NM紫外線レーザーのアプリケーション

1. 精密処理

• PCB回路基板マーキング¹²: 高エネルギーUVレーザーは、材料を損傷することなくPCBボードで高精度のマークを可能にします.

• ガラスエッチング: UVライトは、ガラス表面を直接処理できます, エレクトロニクスおよび光学産業で広く使用されています.

2. 生物医学的アプリケーション

• DNAシーケンス¹³: 355NM UVレーザーは、高感度DNA検出のために蛍光色素を励起します.

• 細胞操作: UV光は、細胞構造を正確に標的とします, 光遺伝学の研究を促進します.

3. 半導体 & マイクロエレクトロニクス

• シリコンウェーハ処理¹⁴: UVレーザーは、ミクロンスケールの汚染物質を除去します, チップ製造の精度の強化.

• OLEDディスプレイ処理: 柔軟なスクリーンレーザー修理に使用されます, 生産利回りの改善.

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355nmの紫外線レーザーの熱散逸計算

熱計算のための基本式

レーザーによって生成された熱は、次の式を使用して計算できます:

Q = P_ELEC - P_OPT

どこ:

• P_ELEC =電力を入力します

• p_opt = 355nmでの出力光電力

実験データに基づいています, NS 効率¹⁵ 各段階は次のとおりです:

• ポンプダイオード 効率¹⁵: 50%

• Nd:YAG変換 効率¹⁵: 70%

• 1064NM→532NM周波数倍 効率¹⁵: 50%

• 532nm + 1064NM→355nm変換 効率¹⁵: 50%

全体的な 効率¹⁵ 電力から 355NM光学電力¹⁶ ほぼです 8.75%, 意味 91.25% 入力エネルギーが熱に変換されます. 例えば:

• 100w入力電力→91.25W 熱生成¹⁷

• 500w入力電力→456.25W 熱生成¹⁷

熱源分析

熱源	計算方法	熱寄与
ポンプダイオード損失	50% 電力の	50W (100w入力)
Nd:Yagクリスタル損失	30% 808nmの光損失	15W (100w入力)
shg & SFG損失	50% 周波数変換の損失	26.25W (100w入力)

高出力レーザー (24W以上) 必要とする 水冷システム¹⁸ 長期的な安定した動作を確保するため.

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355nmの紫外線レーザーのチラーを選択する方法?

1. 冷却要件計算

チラーの選択はに基づいている必要があります 熱負荷計算¹⁹. レーザーの総熱負荷が仮定します Q = 500W, チラーの最小 冷却能力²⁰ 満足する必要があります:

P_Cooling≥Q

さらに, a 安全マージン²¹ 考慮する必要があります, そしてa 冷却能力²⁰ 少なくともの 600W 推奨されます.

2. 重要なパラメーター比較

パラメーター	選択標準	説明
冷却力	≥ 1.2 ×レーザー熱負荷	冷却マージンを保証します
温度制御精度	±0.1°C以上	レーザーの安定性に影響します
水流	≥10l/min	冷却効率に影響を与えます
環境に優しい冷媒	R134AまたはR410A	環境基準を満たしています

3. 推奨されるチラーモデル

• Q580シリーズレーザーチラー (580W)

* このミニチュアコンプレッサーを備えたチラーには、以下のような利点があります。: ±0.1℃

* 冷却方法: マイクロDC可変周波数コンプレッサー冷却

* これは、冷却対象から冷媒への熱交換媒体として機能します: 10W-20W UVレーザー冷却に適しています

* ウォーターポンプヘッド: 20m, 流量24L/min

• M160シリーズ産業チラー (1600W)

* に適し 高出力 (>30W) UVレーザー

* 自動水補充システム²² 拡張操作用

* 用途 R410A環境に優しい冷媒²³

右のチラーを選択すると、レーザーの安定性が大幅に向上します, 寿命を延ばします, 長期的なメンテナンスコストを削減します.

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ミニチュアロータリー冷凍コンプレッサーの世界的パイオニア

355NM UVレーザーのコアコンポーネントにはNDが含まれています:Yagクリスタル, 非線形周波数干渉結晶, 精密温度制御システム. エネルギー変換効率が低いことを考えると, 91.25% 入力の電力は熱に変換されます²⁴, 効果的にします 熱管理²⁵ 不可欠. 高出力レーザーは通常、水冷を使用します, など Q580またはM160シリーズチラー²⁶, 最適な動作温度を維持し、長期的な安定性を確保するため. 実際のアプリケーションで, ユーザーは、デバイスのパフォーマンスと寿命を強化するために、熱散逸計算に基づいて適切な冷却ソリューションを選択する必要があります.

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