Развој ОПО ласера
Иако ОПО ласери данас могу постојати као плуг-анд-плаи уређаји, њихова еволуција није била глатка.
Оптички параметарски осцилатори (ОПО) раде тако што користе кристал за претварање Нд:ИАГ ласера у импулсном режиму и његових хармоника у одређену фреквенцију. Да би се постигло „подешавање“, и ласер пумпе и ОПО морају бити прецизно позиционирани. Истраживачи затим морају ручно да фино подесе кристале на микронски ниво док се не постигне жељена таласна дужина.
У свакодневним лабораторијским операцијама, истраживачи морају стално да траже могуће неусклађеност две компоненте. Да би се ствари додатно закомпликовале, таласне дужине на одређеним фреквенцијама се емитују са различитих портова, што често захтева поновно подешавање екстерне експерименталне поставке.
Рођење ОПОТЕК-а
Управо у том контексту академски истраживачи су сматрали да је изузетно изазовно оптимизовати и уградити ОПО у комерцијалне апликације.
Пре око 45 година, после много година у ваздухопловству, др Маргалит је сазнао да један кинески универзитет развија кристале који се могу широко подесити, што му је отворило очи за огроман потенцијал ОПО ласера. У то време, подесиви ласери су се углавном заснивали на хемији или бојама, које су биле непрекидне, а не импулсне и често су имале проблема са цурењем. Поред тога, због своје високе сложености, гломазних димензија и скупих трошкова одржавања, ласери на боји никада нису добили широко прихваћеност у комерцијалним применама.
Није прошло много времена пре него што је предузетнички дух др Маргалита дизајнирао први подесиви ОПО ласер и успешно патентирао технологију. Од тада је ОПОТЕК рођен у његовој гаражи.
У јулу 1993. ОПОТЕК је постао прва компанија у Сједињеним Државама која је понудила широкопојасни видљиви ОПО. Многи од тренутних производа компаније потичу из овог револуционарног дизајна. Од тада, различита достигнућа у технологији непрестано су побољшавала и прилагођавала перформансе ОПО-а.
Данас, др Маргалит каже да је прихваћена метода изградње ОПО-а да се ласер пумпе и ОПО оптика интегришу у исто кућиште и да се осигура да се то двоје не може раздвојити. Овај дизајн омогућава да се цео подесиви ласер лако и безбедно помера по потреби.
Интегрисани софтвер детектује поравнање система и врши подешавања где је то потребно. Ова стабилност је посебно критична у комерцијалним окружењима, као што је при премештању опреме за снимање из лабораторије у болничку операциону салу.
„Неке ОПО-е из прошлости биле су толико крхке да би, ако би се систем померио, инжењери морали да га поново ускладе“, објашњава др Маргалит, „Ово није неопходно за данашње стабилне ОПО-е. Подешавање и обука више не захтевају спољну стручност. Можете купите производ који нема на полици и испоручите га преко ноћи као и већина потрошачких производа."
Аутоматизација сада контролише све елементе система као што су хармоници ласера пумпе, оптичко подешавање ротације кристала, оптика за раздвајање таласног облика и атенуатори. Програмери производа такође могу да користе комплете за развој софтвера да интегришу ОПО-ове функције софтвера у сопствени софтвер.
„За научника-истраживача или компанију која користи овај ласер у свом производу, можда није идеално набавити посебан софтвер за контролу од произвођача подесивог ласера. Они би радије интегрисали све контроле у свој софтвер. У академском окружењу, Чување свих података о ласерским параметрима је критично за беспрекоран рад Интеграција је кључна за функционисање,“ објашњава др Литл из ОПОТЕК-а.
Интеграција аутоматизације и контроле је важна јер су ласери обично затворени у веће кућиште, што отежава њихово репрограмирање или сервисирање.
Комплет за развој софтвера се такође може користити за подешавање програмабилних скенирања унапред одређених таласних дужина било којим редоследом. Ово има примену у напредним сликама високе резолуције. Инхерентна фокусираност ласера омогућава им да узоркују невероватно мале површине, мерене у десетинама микрона. Пре-програмирањем ласера, систем може да растеризује и помера ласер у различите области да би произвео скенирање високе резолуције.
„Пошто је ово пулсни ласер који се активира много пута у секунди, можете да унесете колико пута желите да опали на свакој таласној дужини и одлучите колико пута да повећате или смањите таласну дужину“, наводи др Литл. „Сада сви снопови високе енергије долазе са једног порта, омогућавајући оператеру да директно циља област од интереса за анализу.
Величина је повезана са подесивим ОПО ласером. Ако је ОПО превелик, интеграција инструмента ће бити тежа и укупни отисак финалног производа ће бити велики. Ово је веома важно с обзиром на просторне потребе истраживачке лабораторије.
Др Литл је први пут сазнао за ОПО ласере као постдипломац на Државном универзитету Луизијане. Он се присећа да су рани ОПО били „веома велики, тешки за употребу и често оштећени. Један ОПО је био дугачак 12 стопа“.
Данас, ОПОТЕК нуди један од најмањих подесивих ласера на тржишту: Ополетте 2940 величине „кутије за ципеле“. Иако му је и даље потребно напајање величине „ташне“ са унутрашњим воденим хлађењем, ОПО од 2.94-микрона ласерска глава заузима мали отисак. Иако још увек захтева напајање величине „актовке“ са унутрашњим воденим хлађењем, ласерска глава ОПО ласера од 2,94 микрона има отисак од само 9,5 к 4,5 к 7,5 инча.
Према др Литлу, мала величина повећава ригидност ласера и додатно стабилизује компоненте унутар интегрисаног кућишта.
Карактеристична карактеристика модерних ОПО-а је способност преноса широког спектра таласних дужина кроз оптичка влакна. Оптика је постала примарни метод преноса ласера јер се лако поставља и искључује. Поред тога, штити крајњег корисника од излагања светлости или контакта са очима јер се светлост преноси кроз затворену цев. ОПОТЕК нуди испоруку влакана за све своје производе, без обзира на ниво енергије.
Историјски гледано, ОПО ласери су укључивали сложена ручна подешавања и прецизно поравнање. Напредак у технологији претворио је ове ласере у плуг-анд-плаи уређаје који су стабилни и лаки за употребу. Данашњи ОПО ласери, једноставни за употребу и поуздани, могу се користити у комерцијалним и академским лабораторијским поставкама за апликације за развој уређаја.
„Академски истраживачи би требало да буду у могућности да се фокусирају на своја истраживања, а не да покушавају да подесе или поправе ласерски систем“, каже др Маргалит, „са висококвалитетним ОПО ласером, њихова опрема ће моћи да ради ван граница -функције кутије."
