自20世紀(jì)60年代以來(lái)，氬離子激光器一直是需要高功率連續(xù)波輸出的工業(yè)和科學(xué)應(yīng)用中不或缺的一部分，氦鎘 (HeCd) 氣體激光器1970年代進(jìn)入市場(chǎng)，作為多種應(yīng)用的更高效、更緊湊的替代品。

這些氣體和離子激光器長(zhǎng)期以來(lái)一直滿足325 nm和351.1 nm紫外線波長(zhǎng)的需求，但現(xiàn)在正被二極管泵浦固態(tài)激光器奪走市場(chǎng)。

由于維護(hù)成本不斷增加以及對(duì)功率效率和總體擁有成本的擔(dān)憂，許多氣體和離子激光器客戶正在轉(zhuǎn)向DPSS激光器作為替代品。

為什么改用 DPSS 激光器？

DPSS 激光器具有低維護(hù)要求、大幅降低的運(yùn)營(yíng)成本、長(zhǎng)使用壽命、優(yōu)秀的效率和緊湊的占地面積，是傳統(tǒng)氣體和離子源的可靠且超穩(wěn)定的替代品。

氬離子和 HeCd 激光器依賴于所使用氣體的原子躍遷，這可能受到氣壓和放電條件等因素的影響，導(dǎo)致波長(zhǎng)發(fā)射的可預(yù)測(cè)性和精確度較低。 這些因素還會(huì)影響光譜穩(wěn)定性，從而降低較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的精度。

適用于需要特定且一致波長(zhǎng)的應(yīng)用，例如熒光、拉曼光譜、光刻。 和 PL 激發(fā)，DPSS 激光器在精細(xì)調(diào)諧的波長(zhǎng)下提供超穩(wěn)定的長(zhǎng)期性能。

超窄線寬和光譜純度。

DPSS 激光器產(chǎn)生低發(fā)散的高質(zhì)量 TEM00 高斯光束。與氣體和離子激光器相比，DPSS 激光器的線寬在較長(zhǎng)的相干長(zhǎng)度上窄幾個(gè)數(shù)量級(jí)，有助于高分辨率測(cè)量，同時(shí)降低干擾和噪聲強(qiáng)度 - 所有這些都是半導(dǎo)體檢測(cè)等分析應(yīng)用中的關(guān)鍵參數(shù) 以及要求準(zhǔn)確性和清晰度的光譜學(xué)。

電源效率和減少熱量產(chǎn)生

由于高壓電源要求,大量功耗以及需要額外冷卻以保持激光器性能的熱量，氣體和離子激光器在功率效率方面處于劣勢(shì)。

DPSS 激光器提供高電光效率，以顯著降低的功耗產(chǎn)生顯著更高的輸出功率。 氣體或離子激光器吸收的幾乎所有能量都轉(zhuǎn)化為熱量。對(duì)于輸出功率僅為 50 mW 的 HeCd 激光器來(lái)說(shuō)，這種熱量浪費(fèi)相當(dāng)于超過(guò)700W，大約是專(zhuān)用電風(fēng)扇加熱器功率的一半。

在50mW 輸出功率下，HeCd 激光器的插座效率通常限制在0.007%。 在氬離子激光器中，0.0025%的墻壁插頭效率導(dǎo)致 50mW輸出功率時(shí)的功耗為 20,368.92W。

對(duì)于以 5mW功率、0.35%墻壁插頭效率運(yùn)行的 DPSS 激光器，功耗僅限于70W。

緊湊的尺寸

在占地面積和結(jié)構(gòu)方面，DPSS 激光器通常比氣體激光器更小、更緊湊，這使得它們更容易集成到各種系統(tǒng)和設(shè)置中。Skylark Lasers系列紫外 DPSS 激光器占地面積緊湊，比的 HeCd 激光器小60%。

維護(hù)成本低，使用壽命更長(zhǎng)

DPSS 激光器通常具有更長(zhǎng)的使用壽命，并且使氣體激光器的維護(hù)間隔時(shí)間延長(zhǎng)一倍，從而顯著減少停機(jī)時(shí)間和運(yùn)行中斷。 與長(zhǎng)期穩(wěn)定性相結(jié)合，DPSS 激光器還提供更高的可靠性，這使其成為尋求減少預(yù)防性和反應(yīng)性維護(hù)所花費(fèi)時(shí)間和資源的工業(yè)客戶的理想選擇。

當(dāng)涉及連續(xù)波氣體和離子激光器的反應(yīng)性維護(hù)時(shí)，HeCd 激光器通常需要在 5,000 小時(shí)后頻繁更換氣體管，并且容易出現(xiàn)風(fēng)扇和控制板故障。激光管在其使用壽命結(jié)束時(shí)可能不會(huì)簡(jiǎn)單地“死亡”，而且可能表現(xiàn)出性能下降或不穩(wěn)定，從而需要更換或翻新。

氬離子激光器的典型維護(hù)要求包括每 5,000 小時(shí)更換一次等離子管，以及 5年后更換陰極接線。

電源和冷卻系統(tǒng)故障是氣體和離子激光器經(jīng)常出現(xiàn)的維護(hù)問(wèn)題，通常需要全更換這些組件以確保激光器持續(xù)運(yùn)行。

報(bào)廢系統(tǒng)的處置也給 HeCd 激光器所有者帶來(lái)了額外的挑戰(zhàn)，因?yàn)?HeCd 管中含有鎘，意味著激光器既不符合 RoHS 也不符合 REACH 標(biāo)準(zhǔn)，因此其處置具有挑戰(zhàn)性且成本高昂。 DPSS 激光器全符合 RoHS 和 REACH 標(biāo)準(zhǔn)，從而消除了這些問(wèn)題。

減少擁有成本

雖然 DPSS 激光器的初始成本可能高于氣體激光器，但較低的運(yùn)營(yíng)成本（每小時(shí)能源成本降低100倍以上）、更長(zhǎng)的使用壽命以及更少的維護(hù)要求，隨著時(shí)間的推移，可以顯著節(jié)省成本。

HeCd 氣體激光器和氬離子激光器的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用昂貴。它們的功耗很高，而且需要定期更換或翻新激光管、電源、冷卻、接線和其他組件，這確實(shí)增加了總體擁有成本。

假設(shè)折舊率為20%，每年使用5,000 小時(shí)，HeCd 激光器的擁有成本在前 3 年內(nèi)可能會(huì)超過(guò)47,900 美元。 對(duì)于氬離子激光器，這一成本可高達(dá) 146,800 美元，而 DPSS 激光器的擁有成本每年比氣體和離子激光器低約88%。

考慮使用 DPSS 激光器替代 HeCd 和氬離子源

總之，如果您當(dāng)前正在操作 325 nm HeCd 氣體激光器或457.9/488/514.5nm氬離子激光器，并且希望提高效率、性能并降低擁有成本，請(qǐng)查看320 NX 和 349 NX C-DPSS 系列激光器。