Razvoj OPO lasera
Iako OPO laseri danas mogu postojati kao plug-and-play uređaji, njihova evolucija nije bila glatka.
Optički parametarski oscilatori (OPO) rade tako što koriste kristal za pretvaranje Nd:YAG lasera u impulsnom modu i njegovih harmonika u određenu frekvenciju. Da bi se postiglo "podešavanje", i laser pumpe i OPO moraju biti precizno pozicionirani. Istraživači zatim moraju ručno fino podesiti kristale na mikronski nivo dok se ne postigne željena talasna dužina.
U svakodnevnim laboratorijskim operacijama, istraživači moraju stalno biti u potrazi za mogućim neusklađenošću dvije komponente. Da bi se stvar dodatno zakomplikovala, talasne dužine na određenim frekvencijama se emituju iz različitih portova, što često zahteva ponovno podešavanje eksterne eksperimentalne postavke.
Rođenje OPOTEK-a
Upravo u tom kontekstu akademski istraživači su smatrali da je izuzetno izazovno optimizirati i ugraditi OPO u komercijalne aplikacije.
Prije otprilike 45 godina, nakon mnogo godina u svemirskom polju, dr. Margalith je saznao da jedan kineski univerzitet razvija široko podesive kristale, što mu je otvorilo oči za ogroman potencijal OPO lasera. U to vrijeme, podesivi laseri su se uglavnom zasnivali na hemiji ili bojama, koje su bile kontinuirane, a ne pulsirajuće i često su imale problema sa curenjem. Osim toga, zbog svoje visoke složenosti, glomaznih dimenzija i skupih troškova održavanja, laseri na boji nikada nisu dobili široko prihvaćenost u komercijalnim aplikacijama.
Nije prošlo mnogo prije nego što je poduzetnički duh dr. Margalitha dizajnirao prvi podesivi OPO laser i uspješno patentirao tehnologiju. Od tada je OPOTEK rođen u njegovoj garaži.
U julu 1993. OPOTEK je postao prva kompanija u Sjedinjenim Državama koja je ponudila širokopojasni vidljivi OPO. Mnogi od trenutnih proizvoda kompanije proizlaze iz ovog revolucionarnog dizajna. Od tada, različita dostignuća u tehnologiji neprestano su poboljšavala i prilagođavala performanse OPO-a.
Danas, dr. Margalith kaže da je prihvaćena metoda izgradnje OPO-a da se laser pumpe i OPO optika integrišu u isto kućište i da se osigura da se to dvoje ne može razdvojiti. Ovaj dizajn omogućava da se ceo podesivi laser lako i bezbedno pomera po potrebi.
Integrisani softver detektuje poravnanje sistema i vrši podešavanja gde je to potrebno. Ova stabilnost je posebno kritična u komercijalnim okruženjima, kao što je prilikom premeštanja opreme za snimanje iz laboratorije u bolničku operacionu salu.
"Neki OPO-i iz prošlosti bili su toliko krhki da bi, ako bi se sistem premjestio, inženjeri morali da ga preusmjere," objašnjava dr. Margalith, "Ovo nije neophodno za današnje stabilne OPO-e. Postavljanje i obuka više ne zahtijevaju vanjsko stručnost. Možete kupite gotov proizvod i pošaljite ga preko noći kao i većina potrošačkih proizvoda."
Automatizacija sada kontroliše sve elemente sistema kao što su harmonici lasera pumpe, optičko podešavanje rotacije kristala, optika za razdvajanje talasnog oblika i atenuatori. Programeri proizvoda takođe mogu koristiti komplete za razvoj softvera kako bi integrisali funkcije funkcionalnosti softvera OPO-a u svoj softver.
"Za istraživača ili kompaniju koja koristi ovaj laser u svom proizvodu, možda nije idealno nabaviti poseban upravljački softver od proizvođača podesivog lasera. Oni bi radije integrirali sve kontrole u svoj softver. U akademskom okruženju, Čuvanje svih podataka o parametrima lasera je kritično za besprijekoran rad Integracija je ključna za funkcioniranje svega,“ objašnjava dr. Little iz OPOTEK-a.
Integracija automatizacije i kontrole je važna jer su obično laseri zatvoreni u veće kućište, što ih čini teškim za reprogramiranje ili servisiranje.
Komplet za razvoj softvera se također može koristiti za postavljanje programabilnih skeniranja unaprijed određenih valnih dužina bilo kojim redoslijedom. Ovo ima primjenu u naprednim slikama visoke rezolucije. Inherentna fokusiranost lasera omogućava im uzorkovanje nevjerovatno malih površina, mjerenih u desetinama mikrona. Predprogramiranjem lasera, sistem može rasterizirati i pomjeriti laser u različita područja kako bi proizveo skeniranje visoke rezolucije.
"Budući da je ovo pulsni laser koji se opali mnogo puta u sekundi, možete uneti koliko puta želite da opali na svakoj talasnoj dužini i odlučite koliko puta da povećate ili smanjite talasnu dužinu", navodi dr. Little. "Sada svi visokoenergetski snopovi dolaze iz jednog porta, omogućavajući operateru da direktno cilja područje od interesa za analizu."
Veličina je povezana sa podesivim OPO laserom. Ako je OPO prevelik, integracija instrumenata će biti teža i ukupni otisak konačnog proizvoda će biti velik. Ovo je veoma važno s obzirom na prostorne potrebe istraživačke laboratorije.
Dr. Little je prvi put saznao za OPO lasere kao postdiplomac na Državnom univerzitetu Louisiane. On se prisjeća da su rani OPO bili "veoma veliki, teški za korištenje i često oštećeni. Jedan OPO bio je dugačak 12 stopa."
Danas OPOTEK nudi jedan od najmanjih podesivih lasera na tržištu: Opolette 2940 veličine "kutije za cipele". Iako još uvijek zahtijeva napajanje veličine "aktovke" sa unutrašnjim vodenim hlađenjem, OPO od 2.94-mikrona laserska glava zauzima mali otisak. Iako još uvijek zahtijeva napajanje veličine "aktovke" sa unutrašnjim vodenim hlađenjem, laserska glava OPO lasera od 2,94 mikrona ima otisak od samo 9,5 x 4,5 x 7,5 inča.
Prema Dr. Littleu, mala veličina povećava krutost lasera i dodatno stabilizuje komponente unutar integrisanog kućišta.
Prepoznatljiva karakteristika modernih OPO-a je sposobnost prijenosa širokog raspona valnih dužina kroz optička vlakna. Optika je postala primarna metoda odašiljanja lasera jer se lako postavlja i isključuje. Osim toga, štiti krajnjeg korisnika od izlaganja svjetlosti ili kontakta s očima jer se svjetlost prenosi kroz zatvorenu cijev. OPOTEK nudi isporuku vlakana za sve svoje proizvode, bez obzira na energetski nivo.
Istorijski gledano, OPO laseri su uključivali složena ručna podešavanja i precizno poravnanje. Napredak u tehnologiji pretvorio je ove lasere u plug-and-play uređaje koji su stabilni i jednostavni za korištenje. Današnji OPO laseri, jednostavni za upotrebu i pouzdani, mogu se koristiti u komercijalnim i akademskim laboratorijskim postavkama za razvojne aplikacije.
„Akademski istraživači bi trebali biti u mogućnosti da se usredsrede na svoja istraživanja, a ne da pokušavaju da podese ili poprave laserski sistem,“ prema dr. Margalith, „sa visokokvalitetnim OPO laserom, njihova oprema će moći da radi izvan granica -box funkcije."
