เลเซอร์ชนิดใดที่ขับเคลื่อนการทำงานที่แม่นยำแห่งอนาคตในการวิจัยและอุตสาหกรรม ค้นพบเลเซอร์ OPO 1570nm 80mJ 20Hz​

หากคุณเคยพูดคุยกับนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานเกี่ยวกับวัสดุศาสตร์ หรือวิศวกรในการผลิตที่มีความแม่นยำ คุณรู้อย่างหนึ่ง: พวกเขากำลังไล่ตามเลเซอร์ที่ดีกว่าอยู่เสมอ เลเซอร์ทั่วไปไม่มีกำลังเพียงพอที่จะตัดผ่านวัสดุที่แข็ง ไม่สามารถยิงความยาวคลื่นที่เหมาะสมเพื่อโต้ตอบกับสารเฉพาะ หรือยิงช้าเกินไปเพื่อให้ทันกับขั้นตอนการทำงานของอุตสาหกรรม มันเป็นการเล่นปาหี่อย่างต่อเนื่อง - จนถึงตอนนี้ เมื่อเร็ว ๆ นี้ ห้องแล็บและโรงงานต่างพากันพูดถึงเลเซอร์ตัวใหม่ที่จะทำเครื่องหมายทุกช่อง มันถูกเรียกว่าเลเซอร์ OPO 1570nm 80mJ 20Hzดร. Marquez อธิบายว่าเหตุใดสิ่งนี้จึงมีความสำคัญสำหรับการวิจัย: "เมื่อเราทำการทดลองที่ต้องใช้เลเซอร์พัลส์หลายร้อยพัลส์ เลเซอร์ 10Hz จะใช้เวลานานกว่าอันนี้สองเท่า ด้วย 20Hz เราสามารถทำการทดสอบได้มากขึ้นในหนึ่งวัน ซึ่งหมายความว่าเราสามารถทำซ้ำในการวิจัยของเราได้เร็วขึ้น ไม่ใช่แค่ประหยัดเวลา แต่ยังเกี่ยวกับการเร่งการค้นพบอีกด้วย"

ก่อนอื่น เรามาแจกแจงตัวเลขในชื่อกันก่อน พวกมันไม่ใช่แค่สเป็คแบบสุ่มเท่านั้น พวกเขาเป็นความลับสู่ความสำเร็จ เริ่มจากความยาวคลื่นกันก่อน: 1570 นาโนเมตร สำหรับใครก็ตามที่ทำงานกับเลเซอร์ ความยาวคลื่นคือทุกสิ่ง โดยจะกำหนดวิธีที่เลเซอร์โต้ตอบกับวัสดุต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการตัด การเจาะ หรือการวิเคราะห์ เลเซอร์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่มีขนาดประมาณ 1,064 นาโนเมตร ซึ่งใช้ได้กับงานพื้นฐาน แต่ต้องดิ้นรนกับวัสดุที่ละเอียดอ่อน เช่น โพลีเมอร์หรือตัวอย่างทางชีวภาพบางชนิด OPO Laser 1570nm 80mJ 20Hz ใช้ความยาวคลื่น 1570 นาโนเมตร ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมใกล้อินฟราเรด ความยาวคลื่นนี้อ่อนโยนพอที่จะหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อวัสดุที่มีความละเอียดอ่อน แต่แข็งแรงพอที่จะทะลุผ่านจุดที่ต้องการได้

ดร. Elena Marquez นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุในห้องปฏิบัติการวิจัยชั้นนำบอกฉันว่า "เราพยายามศึกษาโครงสร้างของโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเป็นเวลาหลายเดือน แต่เลเซอร์ 1064 นาโนเมตรแบบเก่าของเราจะละลายตัวอย่างก่อนที่เราจะได้ข้อมูลที่ชัดเจน เลเซอร์ OPO Laser 1570 นาโนเมตร 80mJ 20Hz หรือไม่ มันโต้ตอบกับโพลีเมอร์โดยไม่ทำลายพวกมัน ตอนนี้ เราสามารถเห็นโครงสร้างโมเลกุลโดยละเอียดซึ่งเป็นสิ่งที่เราไม่สามารถทำได้มาก่อน เปิดแล้ว สร้างแนวการวิจัยใหม่ทั้งหมดสำหรับเรา”

ถัดไป: พลังงานที่ส่งออก 80mJ (มิลลิจูล) สำหรับงานอุตสาหกรรม เช่น การเจาะด้วยเลเซอร์หรือการตัดที่แม่นยำ พลังงานเป็นสิ่งสำคัญ คุณจำเป็นต้องมีพลังงานเพียงพอในการทำงานให้สำเร็จ แต่ไม่มากจนทำให้วัสดุเสียหาย เลเซอร์ส่วนใหญ่ในหมวดหมู่นี้มีค่าสูงสุดที่ 50mJ ซึ่งหมายความว่าต้องผ่านหลายครั้งเพื่อตัดผ่านโลหะหนาหรือวัสดุผสม ที่เลเซอร์ OPO 1570nm 80mJ 20Hzให้พลังงาน 80mJ ต่อพัลส์ ซึ่งมากกว่าคู่แข่งถึง 60% นั่นแปลว่าการทำงานเร็วขึ้นและผลลัพธ์ที่สะอาดยิ่งขึ้น

ฉันไปเยี่ยมชมโรงงานชิ้นส่วนการบินและอวกาศเมื่อเดือนที่แล้ว โดยที่พวกเขาใช้เลเซอร์นี้ในการเจาะรูเล็กๆ ในชิ้นส่วนไทเทเนียม Raj Patel ผู้จัดการโรงงานแสดงให้ฉันเห็นถึงความแตกต่าง: "ด้วยเลเซอร์ 50mJ แบบเก่าของเรา การเจาะรูไทเทเนียมขนาด 0.1 มม. ใช้เวลา 3 รอบ และเรามักจะได้รับครีบบริเวณขอบที่ต้องมีการขัดเงาเป็นพิเศษ ด้วย 1570nm OPO Laser 80mJ 20Hz เราทำได้ในครั้งเดียว ไม่มีเสี้ยน ไม่มีงานพิเศษ เวลาในการผลิตของเราสำหรับชิ้นส่วนเหล่านี้ลดลง 40% และคุณภาพก็ดีขึ้นมาก"

จากนั้นจะมีอัตราการเกิดซ้ำ: 20Hz (เฮิรตซ์) ซึ่งหมายความว่าจะยิง 20 พัลส์ต่อวินาที ความเร็วเป็นสิ่งสำคัญทั้งในการวิจัยและอุตสาหกรรม หากเลเซอร์ยิงช้าเกินไป การทดลองจะดำเนินต่อไป และสายการผลิตก็กลับมาทำงานอีกครั้ง เลเซอร์พลังงานสูงจำนวนมากยิงแสงเพียง 10Hz หรือน้อยกว่า ซึ่งเป็นปัญหาคอขวด อัตรา 20Hz ของ 1570nm OPO Laser 80mJ 20Hz ช่วยให้สิ่งต่าง ๆ เคลื่อนไหวโดยไม่กระทบต่อความแม่นยำ

ดร. Marquez อธิบายว่าเหตุใดสิ่งนี้จึงมีความสำคัญสำหรับการวิจัย: "เมื่อเราทำการทดลองที่ต้องใช้เลเซอร์พัลส์หลายร้อยพัลส์ เลเซอร์ 10Hz จะใช้เวลานานกว่าอันนี้สองเท่า ด้วย 20Hz เราสามารถทำการทดสอบได้มากขึ้นในหนึ่งวัน ซึ่งหมายความว่าเราสามารถทำซ้ำในการวิจัยของเราได้เร็วขึ้น ไม่ใช่แค่ประหยัดเวลา แต่ยังเกี่ยวกับการเร่งการค้นพบอีกด้วย"

คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือเทคโนโลยี OPO (Optical Parametric Oscillator) เลเซอร์ OPO มีความยืดหยุ่น โดยสามารถปรับความยาวคลื่นได้เล็กน้อยเพื่อให้ตรงกับความต้องการเฉพาะ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นคงที่ 1570nm OPO Laser 80mJ 20Hz สามารถปรับความยาวคลื่นได้ระหว่าง 1550 นาโนเมตรถึง 1590 นาโนเมตร ทำให้มีความอเนกประสงค์สำหรับงานต่างๆ ตัวอย่างเช่น ห้องปฏิบัติการเภสัชกรรมอาจใช้ 1,560 นาโนเมตรในการวิเคราะห์สารประกอบของยา ในขณะที่โรงงานสิ่งทอใช้ 1,580 นาโนเมตรในการตัดผ้าใยสังเคราะห์

Sarah Chen ช่างเทคนิคเลเซอร์ของบริษัทอุปกรณ์ทางการแพทย์แห่งหนึ่งกล่าวว่า "เราทำงานทุกอย่างตั้งแต่เครื่องมือผ่าตัดไปจนถึงเซ็นเซอร์แบบฝัง ซึ่งแต่ละอันต้องใช้ความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ก่อนหน้านี้ เราต้องสลับไปมาระหว่างเลเซอร์สองตัวที่แตกต่างกัน ตอนนี้ เราแค่ปรับ OPO Laser 80mJ 20Hz ขนาด 1570 นาโนเมตร และทำต่อไป มันช่วยให้เราประหยัดพื้นที่ในห้องปฏิบัติการและลดเวลาที่เสียไปในการเปลี่ยนอุปกรณ์"

ความทนทานเป็นอีกหนึ่งชัยชนะ เลเซอร์มีราคาแพง ดังนั้นห้องปฏิบัติการและโรงงานจึงต้องการให้มีอายุการใช้งานยาวนาน OPO Laser 1570nm 80mJ 20Hz มีช่องแสงที่ปิดสนิทซึ่งกันฝุ่นและความชื้น ซึ่งเป็นศัตรูตัวฉกาจประการหนึ่งของประสิทธิภาพของเลเซอร์ นอกจากนี้ยังใช้ส่วนประกอบคุณภาพสูง เช่น แซฟไฟร์คริสตัลสำหรับการสร้างลำแสง ซึ่งทนทานต่อการสึกหรอ Raj Patel บอกฉันว่า “เราใช้เลเซอร์นี้ทำงาน 8 ชั่วโมงต่อวัน 5 วันต่อสัปดาห์เป็นเวลาหกเดือน เราไม่ได้มีปัญหาแม้แต่ครั้งเดียว—ไม่สูญเสียพลังงาน ไม่มีการวางแนวที่ผิด เลเซอร์เก่าของเราต้องการการบำรุงรักษาทุกๆ สองเดือน เลเซอร์นี้ยังคงดำเนินต่อไป”

ขณะนี้ 1570nm OPO Laser 80mJ 20Hz กำลังถูกใช้ในสาขาที่ล้ำหน้าที่สุดบางแห่ง ห้องปฏิบัติการพลังงานหมุนเวียนใช้ในการศึกษาโครงสร้างของวัสดุแผงโซลาร์เซลล์ โดยหวังว่าจะปรับปรุงประสิทธิภาพ ผู้ผลิตยานยนต์ใช้มันเพื่อตัดวัสดุคอมโพสิตน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูงสำหรับโครงรถยนต์ไฟฟ้า แม้แต่ห้องปฏิบัติการนิติเวชก็ยังใช้มันเพื่อวิเคราะห์หลักฐานร่องรอย ความยาวคลื่นที่เบาของมันไม่ทำลายตัวอย่าง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสืบสวน

บริษัทที่อยู่เบื้องหลังเลเซอร์ไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้นเช่นกัน พวกเขากำลังพัฒนาเวอร์ชันพลังงานสูงกว่า (100mJ) สำหรับงานอุตสาหกรรมหนัก เช่น การตัดแผ่นเหล็กหนา พวกเขายังเพิ่มคุณสมบัติการควบคุมแบบไร้สาย ดังนั้นช่างเทคนิคจึงสามารถปรับการตั้งค่าจากแท็บเล็ต โดยไม่จำเป็นต้องยืนข้างเลเซอร์ “เราต้องการให้เลเซอร์นี้มีความหลากหลายมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้” วิศวกรอาวุโสของบริษัทกล่าว “ไม่ว่าคุณจะเป็นนักวิจัยในห้องปฏิบัติการหรือคนงานในโรงงาน เราต้องการให้มันตรงตามความต้องการของคุณ OPO Laser 1570nm 80mJ 20Hz เป็นจุดเริ่มต้นไม่ใช่จุดสิ้นสุด”

ท้ายที่สุดแล้ว เลเซอร์นี้ไม่ได้เป็นเพียงเครื่องมือเท่านั้น แต่ยังเป็นวิธีการแก้ปัญหาความยุ่งยากที่ใหญ่ที่สุดในการทำงานที่ใช้เลเซอร์อีกด้วย มีความยาวคลื่นที่เหมาะสมสำหรับงานที่ละเอียดอ่อน มีพลังงานเพียงพอสำหรับงานหนัก และมีความเร็วเพื่อตอบสนองความต้องการ มีความยืดหยุ่น ทนทาน และออกแบบมาเพื่อให้การวิจัยและการผลิตง่ายขึ้น สำหรับใครก็ตามที่เคยต่อสู้กับเลเซอร์ที่อ่อนเกินไป ช้าเกินไป หรือแข็งเกินไป 1570nm OPO Laser 80mJ 20Hz คือตัวเปลี่ยนเกม ไม่ใช่แค่เทคโนโลยีที่ก้าวหน้าเท่านั้น แต่ยังช่วยให้ผู้คนทำงานได้ดีที่สุด เร็วขึ้น และดีขึ้นอีกด้วย และในโลกที่นวัตกรรมไม่รอใคร นั่นคือสิ่งที่จำเป็นจริงๆ