Технология InnoSlab

Инновационным решением компании EdgeWave является технология InnoSlab, которая позволяет создавать лазеры, представляющие собой новое поколение источников лазерного излучения. Данная технология реализована за счет объединения в лазерах с модуляцией добротности кристалла в форме пластины с контактным охлаждением и ячейки Поккельса. Это позволяет создавать индивидуальный профиль лазерного пучка: круговой гауссов профиль, линейный одномерный с плоской вершиной, квадратный двумерный с плоской вершиной. Поэтому лазеры InnoSlab являются очень компактными лазерными источниками и обеспечивают высокое качество луча одновременно с высокой эффективностью и высокой выходной мощностью.

Рис. 1. Типовые профили лазерного пучка.

На рис. 2 ниже представлено типичное распределение интенсивности выходного луча в ближнем и дальнем поле. Слева, вдоль малого габарита сечения распределение интенсивности является гауссовским, а вдоль большого габарита сечения профиль интенсивности приближен к почти плоской вершине с небольшими дифракционными структурами. С помощью цилиндрического телескопа и пространственного фильтра поперечное сечение лазерного луча можно сделать симметричным. Справа представлено типовое распределение интенсивности в дальнем поле. После пространственного фильтра создается вращательно-симметричный луч с качеством излучения M² 1.1 в одном направлении, и 1.2 в перпендикулярном.

Рис. 2. Профиль распределения интенсивности в ближнем (слева) и дальнем (справа) поле.

Используя специальную оптику для формирования луча, исходный одномерный луч с плоской вершиной можно преобразовать в двумерный луч с плоской вершиной с прямоугольным или квадратным поперечным сечением. Такой тип лазерного излучения является идеальным для процессов абляции с высокой пропускной способностью.

Рис. 3. Примеры поперечного сечения двумерного луча с плоской вершиной.

Для масштабирования энергии импульса и средней выходной мощности используется InnoSlabусилитель. В таких усилителях высокий коэффициент усиления, высокая эффективность и высокий порог повреждения объединяются путем согласования поперечного сечения пучка с пиковой мощностью усиленного лазерного излучения после каждого прохода посредством расширения пучка, определяемого резонаторными отклоняющими зеркалами. Это обеспечивает высокий коэффициент усиления мощности лазера или энергии импульса при высокой эффективности и высоком качестве луча. На рис. 4 показаны типовая энергия и длительность импульса одного из наших лазеров. Энергия импульса составляет 50 мДж при частоте следования 6 кГц, а длина импульса не превышает 7 нс ввиду короткого резонатора длиной менее 10 см.

Рис. 4. Типовая энергия (слева) и длительность (справа) импульса в зависимости от тока накачки при разных частотах следования.

На рис. 5 представлены значения средней выходной мощности в зависимости от тока накачки диода. При 50 кГц средняя мощность составляет 400 Вт. Используя два нелинейных LBO кристалла для преобразования частоты, была получена средняя мощность более 300 Вт в зеленом спектральном диапазоне (вторая гармоника основной длины волны инфракрасного излучения). Длина импульса составляет 8 нс в инфракрасном диапазоне (ИК) и 7 нс в зеленом (вторая гармоника).

Рис. 5. Зависимость средней выходной мощности от тока накачки диода.

Таким образом, благодаря оптимальному сочетанию формы кристалла, конструкции охлаждения и резонатора лазеры с технологией InnoSlab обладают особыми качествами, которых нет у других типов лазеров:

• Короткая длительность импульса и высокая пиковая мощность – точная обработка с небольшими зонами термического воздействия
• Высокое качество луча приближается к теоретическому максимуму – микрообработка
• Высокая производительность и масштабируемость – высокая производительность
• Компактный дизайн и надежность – низкая стоимость содержания
• Высокая эффективность – низкое энергопотребление и экологичность
• Высокая гибкость профиля пучка – обработка с максимальной энергоэффективностью

Наносекундные лазеры для микрообработки высокой мощности