OPO lāzeru izstrāde
Lai gan OPO lāzeri mūsdienās var pastāvēt kā plug-and-play ierīces, to attīstība nav bijusi vienmērīga.
Optiskie parametriskie oscilatori (OPO) darbojas, izmantojot kristālu, lai pārveidotu impulsa režīma Nd:YAG lāzeru un tā harmonikas noteiktā frekvencē. Lai panāktu "skaņošanu", gan sūkņa lāzers, gan OPO ir precīzi jānovieto. Pēc tam pētniekiem manuāli jānoregulē kristāli līdz mikronu līmenim, līdz tiek sasniegts vēlamais viļņa garums.
Ikdienas laboratorijas darbībās pētniekiem ir pastāvīgi jāuzrauga abu komponentu iespējamās novirzes. Lai vēl vairāk sarežģītu lietas, viļņu garumi noteiktās frekvencēs tiek izvadīti no dažādām pieslēgvietām, kas bieži vien prasa ārējās eksperimentālās iestatīšanas pārregulēšanu.
OPOTEK dzimšana
Uz šī fona akadēmiskie pētnieki uzskatīja, ka ir ārkārtīgi sarežģīti optimizēt un iekļaut OPO komerciālos lietojumos.
Apmēram pirms 45 gadiem, pēc daudziem gadiem aviācijas un kosmosa jomā, doktors Margalits uzzināja, ka Ķīnas universitāte izstrādā plaši noskaņojamus kristālus, kas viņam pavēra acis uz OPO lāzeru milzīgo potenciālu. Tajā laikā noskaņojamie lāzeri lielā mērā balstījās uz ķīmiju vai krāsvielām, kas bija nepārtrauktas, nevis impulsa, un bieži cieta no noplūdes problēmām. Turklāt to augstās sarežģītības, lielgabarīta izmēra un dārgo uzturēšanas izmaksu dēļ krāsu lāzeri nekad nav ieguvuši plašu atzinību komerciālos lietojumos.
Nepagāja ilgs laiks, kad Dr. Margalith uzņēmējdarbības gars izstrādāja pirmo noskaņojamo OPO lāzeru un veiksmīgi patentēja šo tehnoloģiju. Kopš tā laika OPOTEK ir dzimis viņa garāžā.
1993. gada jūlijā OPOTEK kļuva par pirmo uzņēmumu Amerikas Savienotajās Valstīs, kas piedāvāja platjoslas redzamo OPO. Daudzi uzņēmuma pašreizējie produkti izriet no šī revolucionārā dizaina. Kopš tā laika dažādi tehnoloģiju sasniegumi ir nepārtraukti uzlabojuši un pielāgojuši OPO veiktspēju.
Šodien Dr. Margalith saka, ka pieņemtā metode OPO veidošanai ir integrēt sūkņa lāzeru un OPO optiku vienā korpusā un nodrošināt, ka abus nevar atdalīt. Šis dizains ļauj visu noskaņojamo lāzeru viegli un droši pārvietot pēc vajadzības.
Integrētā programmatūra nosaka sistēmas izlīdzināšanu un vajadzības gadījumā veic korekcijas. Šī stabilitāte ir īpaši svarīga komerciālā vidē, piemēram, pārvietojot attēlveidošanas aprīkojumu no laboratorijas uz slimnīcas operāciju zāli.
"Daži pagātnes OPO bija tik trausli, ka, ja sistēma tiktu pārvietota, inženieriem tā būtu jāpārkārto," skaidro Dr. Margalith, "Mūsdienu stabiliem OPO tas nav nepieciešams. Iestatīšanai un apmācībai vairs nav vajadzīgas ārējas zināšanas. Jūs varat Pērciet jau gatavu produktu un nogādājiet to vienas nakts laikā, tāpat kā vairums patēriņa preču."
Tagad automatizācija kontrolē visus sistēmas elementus, piemēram, sūkņa lāzera harmonikas, kristāla rotācijas optisko regulēšanu, viļņu formas atdalīšanas optiku un vājinātājus. Produktu izstrādātāji var arī izmantot programmatūras izstrādes komplektus, lai integrētu OPO programmatūras funkcionalitātes līdzekļus savā programmatūrā.
"Pētniekam vai uzņēmumam, kas izmanto šo lāzeru savā izstrādājumā, var nebūt ideāli iegūt atsevišķu vadības programmatūru no regulējamā lāzera ražotāja. Viņi labprātāk integrētu visas vadības ierīces savā programmatūrā. Akadēmiskā vidē Visu lāzera parametru datu saglabāšana ir ļoti svarīga vienmērīgai darbībai. Integrācija ir galvenais, lai viss darbotos," skaidro Dr.
Automatizācijas un vadības integrēšana ir svarīga, jo parasti lāzeri tiek ievietoti lielākā korpusā, tāpēc tos ir grūti pārprogrammēt vai apkalpot.
Programmatūras izstrādes komplektu var izmantot arī, lai iestatītu programmējamu iepriekš noteiktu viļņu garumu skenēšanu jebkurā secībā. Tam ir lietojumprogrammas uzlabotā, augstas izšķirtspējas attēlveidošanā. Lāzeriem piemītošā fokusējamība ļauj tiem ņemt paraugus neticami mazos apgabalos, mērot desmitos mikronu. Iepriekš ieprogrammējot lāzeru, sistēma var rastrēt un pārvietot lāzeru uz dažādām vietām, lai iegūtu augstas izšķirtspējas skenēšanu.
"Tā kā šis ir impulsa lāzers, kas iedegas daudzas reizes sekundē, varat ievadīt, cik reižu vēlaties, lai tas izšautu katrā viļņa garumā, un izlemt, cik reižu palielināt vai samazināt viļņa garumu," norāda Dr Little. "Tagad visi augstas enerģijas stari nāk no vienas ostas, ļaujot operatoram tieši mērķēt uz interesējošo apgabalu analīzei."
Izmērs ir saistīts ar noskaņojamo OPO lāzeru. Ja OPO ir pārāk liels, instrumentu integrācija būs grūtāka, un gala produkta kopējā nospiedums būs liels. Tas ir ļoti svarīgi, ņemot vērā pētniecības laboratorijas telpas prasības.
Dr Litls pirmo reizi uzzināja par OPO lāzeriem, būdams Luiziānas štata universitātes absolvents. Viņš atgādina, ka agrīnie OPO bija "ļoti lieli, grūti lietojami un bieži vien bojāti. Viens OPO bija 12 pēdas garš".
Mūsdienās OPOTEK piedāvā vienu no mazākajiem noskaņojamajiem lāzeriem tirgū: "kurpju kastes" izmēra Opolette 2940. Lai gan tam joprojām ir nepieciešams "portfeļa" izmēra barošanas avots ar iekšējo ūdens dzesēšanu, 2{4}}mikronu OPO lāzera galva aizņem nelielu nospiedumu. Lai gan joprojām ir nepieciešams "portfeļa" izmēra barošanas avots ar iekšējo ūdens dzesēšanu, OPO lāzera 2,94 mikronu lāzera galviņai ir tikai 9,5 x 4,5 x 7,5 collas.
Pēc Dr Little domām, mazais izmērs palielina lāzera stingrību un vēl vairāk stabilizē sastāvdaļas integrētajā korpusā.
Mūsdienu OPO atšķirīgā iezīme ir spēja pārraidīt plašu viļņu garumu diapazonu, izmantojot optisko šķiedru. Šķiedru optika ir kļuvusi par primāro lāzeru pārraides metodi, jo to ir viegli uzstādīt un atvienot. Turklāt tas aizsargā gala lietotāju no gaismas iedarbības vai acu kontakta, jo gaisma tiek pārraidīta caur slēgtu cauruli. OPOTEK piedāvā šķiedru piegādi visiem saviem produktiem neatkarīgi no enerģijas līmeņa.
Vēsturiski OPO lāzeri ietvēra sarežģītus manuālus pielāgojumus un precīzu izlīdzināšanu. Tehnoloģiju attīstība ir pārvērtusi šos lāzerus par “plug and play” ierīcēm, kas ir stabilas un viegli lietojamas. Mūsdienu OPO lāzerus, viegli lietojamus un uzticamus, var izmantot komerciālās un akadēmiskās laboratorijas iestatījumos armatūras izstrādes lietojumprogrammām.
"Akadēmiskajiem pētniekiem ir jāspēj koncentrēties uz saviem pētījumiem, nevis mēģināt pielāgot vai salabot lāzera sistēmu," saka Dr. Margalith, "ar augstas kvalitātes OPO lāzeru viņu aprīkojums spēs darboties ārpus -kastes funkcijas."
