هو ليزرهي واحدة من أوائل الليزر الغاز لتحقيق الإنتاج المستمر. ينتج إخراج الليزر الأحمر المستقر على طول موجة قدره 632.8 نانومتر من خلال إثارة التفريغ لمزيج من الغازات الهيليوم (HE) والنيون (NE).
كان ليزر هيليوم نيون في وقت مبكر قوة ميليوات فقط ، ولكن مع مزايا مثل جودة الحزمة العالية ، والتماسك الجيد ، والحياة الطويلة ، سرعان ما أصبحوا مصدر الضوء القياسي للبحث العلمي والقياس الصناعي. مع التطورات التكنولوجية ، تم تحقيق الليزر الهيليوم-نيون عالي الطاقة (مثل مئات الملليتات) تدريجياً من خلال تحسين هيكل التفريغ ، وتصميم تجويف الرنين ، ونسبة الغاز ، وتم توسيعها إلى التطبيقات في الآلات الدقيقة ، وقياس التداخل ، وغيرها من المجالات. لا يزال أحد الممثلين الكلاسيكيين لليزر الغاز.
إن الليزر الهيليوم-نيون العالي (HE-NE) له قيمة لا يمكن الاستغناء عنها في الأبحاث العلمية والصناعة والمجالات الطبية بسبب استقرارها العالي وجودة الحزمة الممتازة والحياة الطويلة. مقارنة مع الليزر الأخرى ، مثل ليزر CO₂ (الطاقة العالية ولكن جودة الحزمة رديئة) وليزر أشباه الموصلات (الحجم الصغير ولكن تماسك منخفض) ، وليزر الهيليوم-نيون يتفوق في أحادية اللون ، والاتجاه ، واستقرار التردد ، مما يجعلها مصادر إضاءة مثالية لقياس الدقة ، والتصورات الهيكلية ، والتجارب البصرية. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم بنية بسيطة ، وتكلفة صيانة منخفضة ، ولا تتطلب نظام تبريد معقد ، مما يجعلها مناسبة للتشغيل المستقر على المدى الطويل. على الرغم من أنه من الصعب التنافس مع أشعة الليزر الصلبة أو الألياف من حيث الطاقة ، إلا أن ليزر الهيليوم نيون لا يزال لديه مزايا فريدة في تطبيقات الطاقة المنخفضة إلى المتوسطة التي تتطلب جودة عالية الحزمة.
مقارنة مع أشعة الليزر الأخرى
| سمات | هو ليزر | ليزر CO₂ | ليزر أشباه الموصلات |
| الطول الموجي | 632.8 نانومتر (الضوء الأحمر) | 10.6 ميكرون (الأشعة تحت الحمراء) | مرئي إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة |
| نطاق الطاقة | ميليواتس إلى مئات من ملليواتس | وات إلى فئة كيلووات | ميليواتس لمئات واط |
| جودة الشعاع | ممتاز (M²≈1) | متوسط (يحتاج إلى تحسين) | الفقراء (مطلوب موازنة) |
| استقرار | عالية جدا | عالي | عام (سهل الانجراف) |
| حياة | >20 ، 000 | 5 ، 000-10 ، 000 ساعات | 10 ، 000-50 ، 000 ساعات |
| طريقة التبريد | طبيعية أو مبردة بالهواء | تبريد الماء/تبريد الهواء | تبريد الهواء/التبريد الحراري |
مبدأ Laser He-Ne Laser عالي الطاقة
1. وسيط العمل:
يتم استخدام غاز مختلط من الهيليوم (HE) والهيليوم (NE) (النسبة النموذجية 5: 1 ~ 10: 1) مختومة في أنبوب تصريف كوبز أو كوارتز. تكون ذرات الهيليوم متحمسة لحالة قابلة للإنصاف (2 - 2³S₁ مستوى الطاقة) عن طريق تصادم الإلكترون ، ثم ذرات النيون متحمسة لمستوى الطاقة العالي (3S₂ ، 2S₂) عن طريق نقل طاقة الرنين ، وتشكيل انعكاس السكان.
2. الإشعاع المحفز وإخراج الليزر:
عندما تنتقل ذرات النيون من مستوى طاقة 3S₂ إلى مستوى الطاقة 2p₄ ، يتم إطلاق فوتونات 632.8 نانومتر (الضوء الأحمر) ، والتي يتم تضخيمها عن طريق التغذية المرتدة من خلال تجويف الرنين البصري (نافذة Brewster + مرآة عاكسة عالية) لتشكيل إخراج ليزر مستقر.
3. آلية تعزيز الطاقة:
Increasing the discharge current, optimizing the gas pressure (1~10 Torr) and extending the resonant cavity length (>1 م) يمكن أن تزيد من طاقة الخرج ، ولكن يجب موازنة التأثير الحراري واستقرار الوضع.
التقنيات الرئيسية لأشعة الليزر He-Ne ذات الطاقة العالية
1. طرق تعزيز الطاقة
(1) تحسين هيكل أنبوب التفريغ
قم بزيادة الطول (أكثر من 1 متر) وقطر (8-10 mm) من أنبوب التفريغ لتوسيع المسافة الفعالة لوسط الكسب بشكل فعال
اعتماد تصميم أنبوب التفريغ المجزأ لتحقيق تضخيم متعدد المراحل
تحسين شكل القطب (مثل الكاثود المجوف) لتحسين توحيد التفريغ
(2) تحسين معلمة الغاز
تحكم بدقة في نسبة خلط HE: NE (5: 1 إلى 10: 1)
قم بتحسين ضغط الغاز العام
أضف كميات تتبع من الأرجون (AR) لتحسين كفاءة التفريغ
(3) تحسين طريقة الإثارة
استخدم RF الإثارة (13.56 ميجا هرتز) بدلاً من إفرازات DC التقليدية
تحقيق تفريغ لا كهربائي لتجنب تلوث الإلكترود
تحسين كفاءة اقتران الطاقة وزيادة كثافة الطاقة بأكثر من 30 ٪
2. تبديد الحرارة والتحكم في الاستقرار
(1) نظام الإدارة الحرارية
تصميم التحكم في درجة الحرارة المتدرج: درجة حرارة ثابتة أنبوب التفريغ (± 0. 1 درجة) + تعويض حراري تجويف الرنين
حل تبديد الحرارة الفعال:
Water cooling (>قدرة تبديد الحرارة 100W/CM²)
تبريد الهواء microchannel (تصميم مضغوط)
تطبيق مواد التمدد الحراري المنخفض (مثل الزجاج المصغرة)
(2) تكنولوجيا تثبيت التردد
حل تثبيت التردد النشط:
تثبيت تردد Zeeman (الاستقرار حتى 10⁻⁹)
تثبيت تردد امتصاص التشبع (مرجع جزيء اليود)
تثبيت التردد السلبي:
تصميم تجويف التوسع منخفضة للغاية
تعويض المعلمة المزدوجة لضغط درجة الحرارة
(3) قمع الاهتزاز
منصة عزل الاهتزاز النشطة (6 درجات من السيطرة على الحرية)
هيكل دعم جامد تجويف الرنين
نظام تعويض الاهتزاز في الوقت الحقيقي
حقول التطبيقات من أشعة الليزر HE-NE عالية الطاقة
1. التطبيق في الحقول الصناعية
① التصنيع والمعالجة
قطع رقاقة أشباه الموصلات وميكراتشن (باستخدام دقة تحديد المواقع العالية من الطول الموجي 632.8nm)
نظام علامات الدقة (العلامات غير المدمرة للمواد الحساسة للحرارة)
قياس الفيلم الرقيق والتحكم في السمك (دقة قياس التداخل تصل إلى مستوى نانومتر)
② هندسة القياس والكشف
قياس محاذاة المباني على نطاق واسع (مراقبة استقامة لبناء الجسر والنفق)
مستشعر الإزاحة عالي الدقة (دقة أفضل من 0. 1μm)
قياس التشكل ثلاثي الأبعاد (جنبا إلى جنب مع التكنولوجيا الثلاثية الأبعاد لتحقيق الكشف على مستوى الميكرون)
③ التحكم في الجودة والأتمتة
الكشف عبر الإنترنت لأبعاد منتج خط التجميع
نظام تحديد موقع التجميع الميكانيكي الدقيق
اكتشاف سطح المكون البصري (مثل قياس نصف قطر انحناء العدسة)
2. البحث العلمي والتطبيقات الطبية
①scientific البحث
مقياس التداخل بالليزر (الكشف عن موجة الجاذبية ، تحليل اهتزاز النظام الأساسي البصري)
نظام التصوير المجسم (التسجيل المجسم الديناميكي والتكاثر)
مصدر الضوء القياسي للطيفي (أبحاث مستوى الطاقة الذرية والجزيئية)
②biomedicine
معالجة الخلايا والتصوير (تقنية ملاقط بالليزر منخفضة الطاقة)
العلاج الديناميكي الضوئي (استكشاف علاج الورم المستهدف)
مساعدة جراحة العيون (لحام الشبكية والتشخيص)
المعدات الوسطى
تدفق مصباح الضوء الخلوي
نظام إضاءة المجهر متحد البؤر
معدات الوخز بالإبر والعلاج الطبيعي
3.
① الكشف والتوجيه
LiDAR core light source (atmospheric detection distance>10 كم)
نظام تدريب محاكاة توجيه الصواريخ
اتصال الليزر تحت الماء (أبحاث تحويل الضوء الأزرق الأخضر)
technology التكنولوجيا
مصدر الاتصال بين السفن
هدف الفضاء يتراوح وتتبعه
مصدر الجاذبية Redshift التجريبية مصدر الضوء
③ التطبيقات الخاصة
مصدر الاتصال الكمومي مصدر الضوء التجريبي
الانصهار النووي تشخيص البلازما التجريبية
توقيت دقة تجريبية للفيزياء عالية الطاقة
4. مناطق التطبيق الناشئة
التكنولوجيا Quantum
البارد ذرة البرد التجريبي مصدر ضوء التبريد
نظام توليد الدولة الكمومي
② نيو الطاقة
أبحاث خصائص المواد الضوئية
مراقبة عملية قطب الخلية الوقود
monitoring البيئة
اكتشاف طيف الليزر الملوث في الغلاف الجوي
حقل درجة حرارة المحيط قياس استشعار عن بعد
باختصار ، تظهر ليزر هيليوم نيون قيمة فريدة لا يمكن الاستغناء عنها في سيناريوهات الطاقة العالية. بالمقارنة مع أشعة الليزر الأخرى ، يمكن أن توفر ليزر الهيليوم نيون التماسك والاستقرار لا مثيل له في تطبيقات مثل التداخل والتصوير ثلاثي الأبعاد ، وهو أمر صعب على الليزر شبه الموصل وليزر الحالة الصلبة لتحقيقه.
مع الاختراقات المستمرة في التقنيات الرئيسية مثل الإثارة RF والإدارة الحرارية ، ستلعب ليزر الهيليوم-نيون عالي الطاقة دورًا أكبر في الحقول المتطورة مثل الكشف عن الحجامل الحجرية EUV والتواصل الكمي للفضاء. قد يولد دمجها مع تقنية الألياف البصرية جيلًا جديدًا من أنظمة النقل المستقرة للغاية ، وفي مجال التطبيقات الطبية الحيوية ، يستحق أيضًا تعزيز الطاقة. على الرغم من المنافسة من أشعة الليزر الجديدة ، ستستمر ليزر هيليوم نيون في الحفاظ على موقع لا يمكن الاستغناء عنه في سيناريوهات خاصة "تتطلب أداءً بصريًا شديدًا" ومواصلة تعزيز التطوير المبتكر لعلوم الدقة والتصنيع الراقي.
معلومات الاتصال:
إذا كان لديك أي أفكار ، فلا تتردد في التحدث إلينا. بغض النظر عن مكان وجود عملائنا وما هي متطلباتنا ، سنتبع هدفنا لتزويد عملائنا بجودة عالية وأسعار منخفضة وأفضل خدمة.
Email:info@loshield.com
هاتف: 0086-18092277517
الفاكس: 86-29-81323155
WeChat: 0086-18092277517
