Taf L-Applikazzjoni Industrijali Tal-Lejżers DPSS? (Parti 4)

Lejżers Dpssjista 'jintuża fi 12-il qasam, illum se nintroduċu erba' oqsma ta 'applikazzjoni u l-prinċipji tagħhom

9. Spezzjoni Fotovoltajka

Tekniki bbażati fuq il-lejżer fl-ispezzjoni fotovoltajka jiżvelaw varjetà ta 'proprjetajiet materjali u jintużaw ħafna fl-industrija kollha. Kejl bħal riflessjoni tal-wiċċ, nases fil-fond, diffużjoni tal-ġarriera, struttura u konfini tal-kristall, fond u temperatura tat-tip ta 'junction, assorbiment u tifrix tad-dawl, u degradazzjoni tal-fotoni kollha jaffettwaw l-effiċjenza taċ-ċelloli solari u jistgħu jitkejlu permezz ta' firxa ta 'proċessi ottiċi .

Il-biċċa l-kbira tal-manifattura fotovoltajka hija fis-silikon; Madankollu, ir-riċerkaturi qed ifittxu alternattiva irħas u aktar effiċjenti - perovskite. Fl-aħħar għaxar snin, l-effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija taċ-ċelloli solari perovskite żdiedet minn inqas minn 4 fil-mija għal kważi 30 fil-mija, u kkawża ħawwad kbir. Ammont żgħir ta 'materjal perovskite jista' jipproduċi l-istess ammont ta 'enerġija solari bħal ftit tunnellati ta' silikon. Bħala semikondutturi bandgap diretti, perovskites huma ideali għaċ-ċelloli solari. Perovskite huwa affordabbli, sostenibbli u effiċjenti, u għandu l-potenzjal li jaqbeż is-silikon fis-suq PV. Madankollu, l-effiċjenza tal-perovskite ġiet imkejla biss fuq kampjuni żgħar u għadha mhix kummerċjalment vijabbli.

Lejżers ta 'frekwenza waħda joffru alternattiva effiċjenti u mingħajr kuntatt għal passi tal-litografija għaljin, u bil-karatteristiċi tal-laser u wavelengths tajbin, dawn is-sorsi tad-dawl jistgħu wkoll jispezzjonaw, jibdlu u jattivaw dawn il-materjali ġodda. Il-kisba ta 'rendiment għoli bi spiża aktar baxxa teħtieġ sors ta' dawl b'riżoluzzjoni spazjali għolja, kwalità ta 'raġġ eċċellenti, u stabbiltà tal-enerġija fit-tul. Pereżempju, l-immaġini tal-fotoluminixxenza (PL) jistgħu jintużaw għall-kontroll tal-kwalità efferenti (manifatturi tal-wejfer) u kontroll tal-kwalità afferenti (manifatturi tal-batterija), fejn lejżers qrib infrared (NIR) spiss jintużaw bħala sorsi tad-dawl kost-effettivi għal dan il-għan. Lejżers fil-medda ultravjola (UV) jipprovdu flessibilità għall-karatterizzazzjoni tal-materjal u l-passi tal-ipproċessar. Bħal fl-ipproċessar tas-semikondutturi, id-dawl UV jintuża f'diversi passi u tekniki ta 'kejl għall-ispezzjoni taċ-ċelluli fotovoltajċi, fejn il-wavelength iqsar jippermetti analiżi ta' kumplessità akbar tal-wiċċ, u s-sors UV ta 'qawwa għolja jirradja jew ineħħi materjali degradati fuq il-barriera tas-sottostrat.

Lejżers ta 'frekwenza waħda jkopru l-firxa NIR sa UV, u l-karatteristiċi tagħhom huma ddisinjati speċifikament għall-applikabbiltà ta' dawn il-proċessi ottiċi.

Kwalità tar-raġġ: tinkludi d-daqs, il-forma, l-istabbiltà u l-intensità tar-raġġ tal-lejżer. Raġġ wieħed b'modalità trasversali (TEM 00) huwa essenzjali għall-karatterizzazzjoni taċ-ċelloli PV, li jippermetti kontroll spazjali għoli. Forma ta 'raġġ eċċellenti, direzzjoni stabbli, u ellittiċità baxxa għal proċessar u skoperta konsistenti.

Ħsejjes baxxi: Iċ-ċelloli PV u lejżers ta 'skoperta tal-wejfers għandhom jarmu ħoss baxx biex jimminimizzaw l-iżbalji ta' sejbien u jipprevjenu karatterizzazzjoni mhux preċiża. Il-livell baxx ta 'ħoss, flimkien mal-wisa' tal-linja dejqa, itejjeb il-proporzjon tas-sinjal għall-istorbju u jtejjeb is-sensittività tal-kejl u l-iskoperta.

Stabbiltà: Biex tiġi żgurata l-konsistenza minn batterija għal batterija u panel għal panel, il-laser jeħtieġ ukoll stabbiltà spettrali u tal-qawwa eċċellenti biex jagħmel kejl b'riżoluzzjoni għolja u jelimina l-iżbalji f'kejl ta 'żmien twil.

10. Grating Master Production

Grads ta 'diffrazzjoni ottika huma apparati użati b'mod komuni għall-kejl tal-wavelength tad-dawl, li jikkonsistu f'numru ta' elementi diffrattivi spazjati regolarment - jiġifieri lakuni u xfar - li jistgħu jaffettwaw alternattivament il-fażi u l-amplitudni tad-dawl inċidentali. Eżempju prattiku ta 'gradilja huwa l-użu tagħhom fl-ispettrometri. Il-qasma tad-daħla tinsab fil-pjan fokali tal-lenti, u tippermetti li kwalunkwe dawl inċidentali jgħaddi u jsir parallel. Id-dawl imbagħad jolqot il-ħakk sabiex id-dawl inċidentali jinxtered fil-wavelengths kostitwenti tiegħu, u d-distribuzzjoni tal-intensità tista 'tiġi osservata direttament jew irreġistrata minn fotometru.

Grads jistgħu jiġu rranġati fil-mod ta 'trasmissjoni jew riflessjoni u huma użati ħafna f'varjetà ta' sistemi differenti tal-laser. Dawn il-gradilja huma installati ġewwa u barra r-resonatur għall-għażla tal-wavelength, separazzjoni tar-raġġ, iffurmar tar-raġġ, u polarizzazzjoni. Grads tal-lejżer ta 'prestazzjoni għolja huma kkaratterizzati mill-limiti tal-ħsara tagħhom f'tul ta' mewġ speċifiku, kif ukoll il-wisa 'għoli tal-polz tagħhom, ir-rata ta' ripetizzjoni, u l-effiċjenza tad-diffrazzjoni fid-direzzjoni tal-polarizzazzjoni.

Il-proċessi tal-litografija olografika u ta 'interferenza huma komuni fil-produzzjoni tal-ħakk, għalkemm gradilji spettrali ta' kwalità għolja jistgħu jinkisbu biss billi jiġu introdotti kisjiet b'riżoluzzjoni għolja u lejżers b'mewġ qasir. Jista 'jinħoloq ħakk billi tiġbed kamp fin ta' interferenza tal-lejżer fuq is-saff tal-litoresist, fejn mewġ ta 'interferenza jista' jiġi ġġenerat mill-qsim tal-amplitudni ta 'wavefront jew raġġ tal-lejżer koerenti - l-aktar lejżers f'operazzjoni b'mod wieħed.

L-effiċjenza ġenerali u l-kwalità ta 'ħakk maħluqa b'dan il-mod jiddependu fuq diversi karatteristiċi tas-sors tad-dawl użat, bħal wavelength u polarizzazzjoni, u l-parametri li ġejjin għandhom jitqiesu meta jitqies laser adattat għall-produzzjoni prinċipali tal-ħakk:

Enerġija għolja: Ħinijiet ta 'espożizzjoni iqsar huma ġeneralment meħtieġa peress li dan inaqqas l-influwenzi esterni ta' ħsara bħall-vibrazzjoni. Għalhekk, hija preferuta intensità tad-dawl ogħla.

Stabbiltà tal-enerġija: Il-varjazzjonijiet fil-qawwa tal-ħruġ matul il-proċess tal-produzzjoni jistgħu jamplifikaw l-interferogramma, li jirriżultaw f'ineżattezza. Għalhekk, il-qawwa tal-ħruġ ultra-stabbli u l-istorbju tal-qawwa li ma jinstabx huma importanti ħafna biex tiġi żgurata l-kwalità tad-disk tal-ġenitur tal-ħakk.

Kwalità tar-raġġ: Il-kwalità tar-raġġ eċċellenti u l-istabbiltà tal-ippuntar huma wkoll parametri ewlenin biex jiżguraw analiżi konsistenti u preċiża.

11. Tixrid Brillouin

L-effett Brillouin huwa tifrix inelastiku ikkawżat mill-interazzjoni parametrika ta 'fotoni ma' fononi termali, kif misjub fl-ispettroskopija Raman, għalkemm hawnhekk hija kkawżata mill-interazzjoni tad-dawl ma 'fononi li jivvibraw fil-medda akustika; Spiss imsejħa mewġ tal-ħoss. Dawn il-varjazzjonijiet termali dinamiċi jistgħu jikkawżaw bidliet fil-kostanti dielettrika u l-indiċi refrattiv tal-materjal tal-ġarr, li jirriżultaw f'effetti ta 'tifrix inelastiku dgħajfa hekk kif il-fotoni jgħaddu. Din l-interazzjoni inelastika tikkawża bidla fil-frekwenza fi ħdan id-dawl inċidentali, proporzjonali għall-veloċità relattiva tal-phonon, li tirriżulta f'bidla fl-enerġija jew bidla Stokes, li hija bosta ordnijiet ta 'kobor iżgħar mill-bidla Raman minħabba paraguni bejn il-veloċità tal-ħoss u l-veloċità tad-dawl.

F'Raman, din il-bidla Stokes hija relatata ma 'interazzjonijiet vibrazzjonali u rotazzjonali speċifiċi fil-livell molekulari, filwaqt li ċ-ċaqliq Brillouin hija r-riżultat ta' interazzjonijiet makroskopiċi u ta 'frekwenza baxxa mal-medja tal-massa, fejn l-effetti mhux lineari huma l-aktar spiss ikkawżati minn elettrostrizzjoni. Dan iċ-ċaqliq Stokes jista 'jkun ikkawżat ukoll minn bidliet fl-istruttura ta' ċarġ (polaron) jew l-oxxillazzjoni manjetika (magneton) tagħha. Il-fotoni jistgħu jitilfu l-enerġija, u jikkawżaw moviment lejn wavelength itwal, jew jiksbu enerġija, li jikkawżaw wavelength iqsar (anti-Stokes).

F'qawwa baxxa tal-laser, dawn l-effetti Brillouin jistgħu jseħħu b'mod spontanju, iżda f'intensitajiet ta 'enerġija ogħla, dan l-effett jista' jiġi eċitat direttament minn fotoni eċċitati, imsejħa tixrid Brillouin stimulat (SBS). SBS jikkawża mewġ tal-ħoss li jiġi ġġenerat fil-materjal trasportatur, li jippropaga fl-istess direzzjoni bħar-raġġ inċidentali, u l-fotoni mferrxa u li jiċċaqilqu huma riflessi jew riflessi lura lejn ir-raġġ inċidentali. Dan it-tifrix jista 'jiġi analizzat biex jiddetermina diversi proprjetajiet elastiċi ta' films u kampjuni submicron, kif ukoll proprjetajiet tal-wiċċ ta 'materjali bl-ingrossa, u jintuża għal firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet; Eżempji jinkludu ġeoloġija, bijoloġija u xjenzi tal-ħajja, żejt u gass, telekomunikazzjonijiet, u aktar. Pereżempju, huwa dan l-effett stimulat ta 'riflessjoni lura li jillimita l-qawwa ottika totali li tista' tiġi injettata fil-fibra. Dan l-effett huwa wkoll użat ħafna fil-konjugazzjoni tal-fażi ottika, fejn il-mirja tal-konjugazzjoni tal-fażi (PCM) jintużaw biex jikkoreġu distorsjonijiet termali fil-kristalli tal-lejżer u jipproduċu aktar forom ta 'raġġ Gaussian.

Minħabba li l-effett tat-tifrix huwa dgħajjef ħafna u ċ-ċaqliq Stokes huwa biss ftit pikometri, il-laser ta 'eċitazzjoni użat huwa kruċjali. Il-lejżer għandu jkollu wisa 'tal-linja estremament dejqa u tul ta' koerenza twil biex jiżgura li r-riżultati tal-effett tat-tifrix Brillouin jiġu osservati b'mod ċar b'riżoluzzjoni tajba u proporzjon tas-sinjal għall-ħoss.

12. Interferometrija

L-interferometrija tirreferi għal teknika wiesgħa li tiddependi fuq is-superpożizzjoni ta 'żewġ passaġġi tad-dawl koerenti, l-aktar komuni separati minn sors tad-dawl wieħed, biex jiffurmaw mudell ta' interferenza. Din l-interferenza hija kkawżata minn differenza fil-mogħdija bejn żewġ raġġi, passaġġ tad-dawl ta 'referenza, u passaġġ tad-dawl tal-kampjun inċidentali, li jirriżulta f'bidla li tista' titkejjel fil-mudell tal-marġinali. Din it-teknika ta 'kejl tista' tintuża għal varjetà ta 'applikazzjonijiet differenti - minn kejl sempliċi tad-distanza jew tal-wiċċ għal strutturi u stress, għal kejl tal-mewġ gravitazzjonali.

Fit-teorija, is-setup sperimentali tipiku huwa sempliċi ħafna. Il-lejżer koerenti stabbli ħafna huwa maqsum fi tnejn biex jipproduċi raġġi separati u identiċi. Wieħed huwa driegħ ta 'referenza b'passaġġ fiss, filwaqt li l-ieħor jifforma raġġ inċidentali li jiċċaqlaq tal-kampjun. Inizjalment, iż-żewġ raġġi ta 'dawl huma f'fażi, separati mill-istess sors koerenti. Jekk iż-żewġ mogħdijiet huma l-istess tul, xorta jkunu f'fażi meta jilħqu d-ditekter. Madankollu, devjazzjoni żgħira fil-mogħdija tar-raġġ tal-kampjun tibdel il-fażi tagħha fir-rigward tar-raġġ ta 'referenza u b'hekk toħloq devjazzjonijiet assoċjati fil-mudell ta' interferenza. Dawn id-devjazzjonijiet fil-mudell ta' interferenza huma outputs li jistgħu jitkejlu.

Diversi fatturi li għandek tikkonsidra meta tagħżel is-sors tad-dawl it-tajjeb għall-interferometrija:

L-ewwel, is-sors tad-dawl jeħtieġ stabbiltà iperspettrali biex jiżgura li l-bidla fil-mudell hija kkawżata mill-kampjun u mhux mill-effett tal-laser. Tulijiet ta 'koerenza itwal, u għalhekk wisa' tal-linji idjaq, se jiddeterminaw parzjalment ir-riżoluzzjoni tal-kejl, filwaqt li jqisu wkoll il-wavelength użat.

L-istabbiltà tal-ippuntar tar-raġġ għoli tiżgura kejl konsistenti fil-post tal-kampjun magħżul, filwaqt li l-kwalità għolja tar-raġġ tnaqqas il-kumplessità li tista 'tinqala' meta jiġu analizzati r-riżultati tal-kejl.

Fl-aħħarnett, huwa importanti li jiġi kkunsidrat il-livell ta 'enerġija disponibbli meta mqabbel mad-daqs tal-kampjun, peress li qawwa ogħla tista' immaġni ta 'żona akbar.

Dettalji ta 'kuntatt:

Jekk għandek xi ideat, tħossok liberu li tkellem magħna. Ma jimpurtax fejn il-klijenti tagħna u x'inhuma r-rekwiżiti tagħna, aħna se nsegwu l-għan tagħna li nipprovdu lill-klijenti tagħna kwalità għolja, prezzijiet baxxi, u l-aħjar servizz.