คุณรู้จักการประยุกต์ใช้เลเซอร์ DPSS ในอุตสาหกรรมหรือไม่?(ตอนที่ 4)

Dpss เลเซอร์สามารถใช้ได้ใน 12 ฟิลด์ วันนี้เราจะแนะนำสี่ฟิลด์ของแอปพลิเคชันและหลักการ

9. การตรวจสอบเซลล์แสงอาทิตย์

เทคนิคที่ใช้เลเซอร์ในการตรวจสอบเซลล์แสงอาทิตย์เผยให้เห็นคุณสมบัติของวัสดุที่หลากหลายและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วทั้งอุตสาหกรรม การวัดเช่นการสะท้อนแสงของพื้นผิว กับดักระดับลึก การแพร่กระจายของพาหะ โครงสร้างและขอบเขตของผลึก ความลึกและอุณหภูมิของประเภทรอยต่อ การดูดกลืนแสงและการกระเจิงของแสง และการสลายตัวของโฟตอน ล้วนส่งผลต่อประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์และสามารถวัดได้ผ่านกระบวนการทางแสงที่หลากหลาย .

การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่อยู่ในซิลิคอน อย่างไรก็ตาม นักวิจัยกำลังมองหาทางเลือกที่ถูกกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า นั่นคือ perovskite ในทศวรรษที่ผ่านมา ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของเซลล์แสงอาทิตย์แบบเพอรอฟสไกต์ได้เพิ่มสูงขึ้นจากน้อยกว่า 4 เปอร์เซ็นต์เป็นเกือบ 30 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งทำให้เกิดความปั่นป่วนอย่างมาก วัสดุเพอร์รอฟสไคต์จำนวนเล็กน้อยสามารถผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้ในปริมาณที่เท่ากันกับซิลิคอนไม่กี่ตัน ในฐานะที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์แบนด์แกปโดยตรง perovskites เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite มีราคาไม่แพง ยั่งยืน และมีประสิทธิภาพ และมีศักยภาพที่จะแซงซิลิคอนในตลาด PV อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของเพอรอฟสไกต์ได้รับการวัดจากตัวอย่างขนาดเล็กเท่านั้น และยังไม่สามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้

เลเซอร์ความถี่เดียวมอบทางเลือกที่มีประสิทธิภาพและไม่สัมผัสแทนขั้นตอนการพิมพ์หินที่มีราคาแพง และด้วยคุณลักษณะและความยาวคลื่นของเลเซอร์ที่เหมาะสม แหล่งกำเนิดแสงเหล่านี้ยังสามารถตรวจสอบ เปลี่ยนแปลง และเปิดใช้งานวัสดุใหม่เหล่านี้ได้ การได้รับผลตอบแทนสูงด้วยต้นทุนที่ต่ำลงนั้นต้องการแหล่งกำเนิดแสงที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูง คุณภาพของลำแสงที่ดีเยี่ยม และความเสถียรของพลังงานในระยะยาว ตัวอย่างเช่น การถ่ายภาพโฟโตลูมิเนสเซนซ์ (PL) สามารถใช้สำหรับการควบคุมคุณภาพจากภายนอก (ผู้ผลิตเวเฟอร์) และการควบคุมคุณภาพอวัยวะ (ผู้ผลิตแบตเตอรี่) โดยที่เลเซอร์อินฟราเรดใกล้ (NIR) มักถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่คุ้มค่าสำหรับจุดประสงค์นี้ เลเซอร์ในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ให้ความยืดหยุ่นสำหรับการกำหนดลักษณะของวัสดุและขั้นตอนการประมวลผล เช่นเดียวกับการประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์ แสง UV ถูกนำมาใช้ในขั้นตอนการวัดและเทคนิคต่างๆ สำหรับการตรวจสอบเซลล์แสงอาทิตย์ โดยความยาวคลื่นที่สั้นกว่าช่วยให้สามารถวิเคราะห์ความซับซ้อนของพื้นผิวที่เพิ่มขึ้นได้ และแหล่งกำเนิดรังสียูวีกำลังสูงจะแผ่หรือกำจัดวัสดุที่เสื่อมสภาพบนแผ่นกั้นพื้นผิว

เลเซอร์ความถี่เดียวครอบคลุมช่วง NIR ถึง UV และคุณลักษณะของเลเซอร์ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานของกระบวนการทางแสงเหล่านี้

คุณภาพลำแสง: รวมถึงขนาด รูปร่าง ความเสถียร และความเข้มของลำแสงเลเซอร์ ลำแสงโหมดแนวขวางเดี่ยว (TEM 00) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการกำหนดลักษณะของเซลล์ PV ทำให้สามารถควบคุมเชิงพื้นที่ได้สูง รูปร่างของลำแสงที่ยอดเยี่ยม ทิศทางที่มั่นคง และวงรีต่ำสำหรับการประมวลผลและการตรวจจับที่สม่ำเสมอ

เสียงรบกวนต่ำ: เซลล์ PV และเลเซอร์ตรวจจับเวเฟอร์ต้องปล่อยสัญญาณรบกวนต่ำเพื่อลดข้อผิดพลาดในการตรวจจับและป้องกันการระบุลักษณะที่ไม่ถูกต้อง ระดับสัญญาณรบกวนต่ำ รวมกับความกว้างของเส้นที่แคบ ปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน และเพิ่มความไวในการวัดและการตรวจจับ

ความเสถียร: เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสอดคล้องกันระหว่างแบตเตอรี่กับแบตเตอรี่และแผงต่อแผง เลเซอร์ยังต้องการความเสถียรของสเปกตรัมและพลังงานที่ยอดเยี่ยมเพื่อทำการวัดที่มีความละเอียดสูงและกำจัดข้อผิดพลาดในการวัดเป็นเวลานาน

10. ตะแกรงการผลิตต้นแบบ

การเลี้ยวเบนของแสงเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันทั่วไปในการวัดความยาวคลื่นของแสง ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบการเลี้ยวเบนที่เว้นระยะอย่างสม่ำเสมอจำนวนหนึ่ง ได้แก่ ช่องว่างและสันเขา ซึ่งอาจส่งผลต่อเฟสและแอมพลิจูดของแสงที่ตกกระทบสลับกันไป ตัวอย่างการใช้งานจริงของเกรตติ้งคือการใช้ในสเปกโตรมิเตอร์ ช่องสลิตทางเข้าอยู่ในระนาบโฟกัสของเลนส์ ช่วยให้แสงตกกระทบผ่านเข้ามาได้และขนานกัน จากนั้นแสงจะตกกระทบตะแกรงเพื่อให้แสงที่ตกกระทบกระจายไปตามความยาวคลื่นที่เป็นส่วนประกอบ และการกระจายความเข้มสามารถสังเกตได้โดยตรงหรือบันทึกด้วยโฟโตมิเตอร์

Gratings สามารถจัดเรียงในโหมดส่งหรือสะท้อนและใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบเลเซอร์ที่หลากหลาย ตะแกรงเหล่านี้ถูกติดตั้งทั้งภายในและภายนอกเรโซเนเตอร์สำหรับการเลือกความยาวคลื่น การแยกลำแสง การสร้างลำแสง และโพลาไรเซชัน ตะแกรงเลเซอร์ประสิทธิภาพสูงมีลักษณะเฉพาะตามเกณฑ์ความเสียหายที่ความยาวคลื่นเฉพาะ รวมถึงความกว้างพัลส์สูง อัตราการทำซ้ำ และประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนในทิศทางโพลาไรเซชัน

กระบวนการโฮโลกราฟิกและการแทรกสอดการพิมพ์หินเป็นเรื่องปกติในการผลิตเกรตติ้ง แม้ว่าสเปกตรัมเกรตติ้งคุณภาพสูงจะได้มาจากการเคลือบผิวที่มีความละเอียดสูงและเลเซอร์คลื่นสั้นเท่านั้น ตะแกรงสามารถสร้างขึ้นได้โดยการวาดสนามรบกวนเลเซอร์แบบละเอียดบนเลเยอร์ lithoresist ซึ่งคลื่นรบกวนสามารถสร้างขึ้นได้โดยการแยกแอมพลิจูดของหน้าคลื่นหรือลำแสงเลเซอร์ที่ต่อเนื่องกัน ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเป็นเลเซอร์ในการทำงานโหมดเดียว

ประสิทธิภาพและคุณภาพโดยรวมของตะแกรงที่สร้างขึ้นด้วยวิธีนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะหลายประการของแหล่งกำเนิดแสงที่ใช้ เช่น ความยาวคลื่นและโพลาไรซ์ และควรคำนึงถึงพารามิเตอร์ต่อไปนี้เมื่อพิจารณาเลเซอร์ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตต้นแบบของตะแกรง:

พลังงานสูง: โดยปกติแล้วต้องใช้เวลาเปิดรับแสงที่สั้นลง เนื่องจากจะช่วยลดอิทธิพลจากภายนอกที่สร้างความเสียหาย เช่น การสั่นสะเทือน ดังนั้นจึงต้องการความเข้มของแสงที่สูงกว่า

ความเสถียรของพลังงาน: ความผันผวนของกำลังขับระหว่างกระบวนการผลิตสามารถขยายอินเตอร์เฟอโรแกรม ส่งผลให้เกิดความไม่แม่นยำ ดังนั้นกำลังขับที่เสถียรเป็นพิเศษและสัญญาณรบกวนที่ตรวจจับไม่ได้จึงมีความสำคัญมากในการรับรองคุณภาพของดิสก์แม่ตะแกรง

คุณภาพลำแสง: คุณภาพลำแสงที่ยอดเยี่ยมและความเสถียรในการชี้ยังเป็นตัวแปรสำคัญที่ช่วยให้การวิเคราะห์มีความสม่ำเสมอและแม่นยำ

11. การกระเจิงของ Brillouin

เอฟเฟ็กต์ Brillouin คือการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่นซึ่งเกิดจากอันตรกิริยาระหว่างพาราเมตริกของโฟตอนกับเทอร์มอลโฟนัน ดังที่พบในรามันสเปกโทรสโกปี แม้ว่าที่นี่จะเกิดจากอันตรกิริยาของแสงกับโฟนันที่สั่นสะเทือนในช่วงอะคูสติกก็ตาม มักเรียกว่าคลื่นเสียง. ความผันผวนทางความร้อนแบบไดนามิกเหล่านี้สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและดัชนีการหักเหของแสงของวัสดุพาหะ ส่งผลให้เกิดการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่นที่อ่อนแอเมื่อโฟตอนผ่านเข้าไป อันตรกิริยาที่ไม่ยืดหยุ่นนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความถี่ภายในแสงที่ตกกระทบ ตามสัดส่วนกับความเร็วสัมพัทธ์ของโฟนัน ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงานหรือสโตกส์ชิฟต์ ซึ่งเป็นขนาดที่เล็กกว่ารามานหลายลำดับเนื่องจากการเปรียบเทียบระหว่างความเร็วของเสียง และความเร็วแสง

ในรามาน การเปลี่ยนแปลงของสโตกส์นี้เกี่ยวข้องกับอันตรกิริยาเฉพาะของการสั่นและการหมุนที่ระดับโมเลกุล ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงของบริลลูอินเป็นผลมาจากอันตรกิริยาความถี่ต่ำในระดับมหภาคกับตัวกลางจำนวนมาก ซึ่งผลกระทบที่ไม่เชิงเส้นมักเกิดจากการถูกไฟฟ้ารัด การเปลี่ยนแปลงของสโตกส์นี้อาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างประจุ (โพลารอน) หรือการสั่นของสนามแม่เหล็ก (แมกนีตอน) โฟตอนอาจสูญเสียพลังงาน ทำให้เคลื่อนที่ไปยังความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น หรือได้รับพลังงาน ทำให้ความยาวคลื่นสั้นลง (แอนติสโตกส์)

ที่พลังงานเลเซอร์ต่ำ เอฟเฟกต์ Brillouin เหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้เอง แต่ที่ความเข้มของพลังงานที่สูงกว่า เอฟเฟกต์นี้สามารถถูกกระตุ้นโดยตรงจากโฟตอนที่ตื่นเต้น ซึ่งเรียกว่าการกระเจิงของ Brillouin ที่ถูกกระตุ้น (SBS) SBS ทำให้เกิดคลื่นเสียงขึ้นในวัสดุพาหะ แพร่กระจายไปในทิศทางเดียวกับลำแสงตกกระทบ และโฟตอนที่กระจัดกระจายและเคลื่อนที่จะสะท้อนหรือสะท้อนกลับไปยังลำแสงตกกระทบ การกระเจิงนี้สามารถวิเคราะห์เพื่อกำหนดคุณสมบัติยืดหยุ่นต่างๆ ของฟิล์มซับไมครอนและตัวอย่าง ตลอดจนคุณสมบัติพื้นผิวของวัสดุปริมาณมาก และใช้สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น ธรณีวิทยา ชีววิทยาและวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต น้ำมันและก๊าซ โทรคมนาคม และอื่นๆ ตัวอย่างเช่น เอฟเฟกต์การสะท้อนกลับที่ถูกกระตุ้นนี้จะจำกัดกำลังแสงทั้งหมดที่สามารถฉีดเข้าไปในไฟเบอร์ได้ เอฟเฟ็กต์นี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการผันเฟสด้วยแสง ซึ่งเฟสคอนจูเกชันมิเรอร์ (PCM) ใช้เพื่อแก้ไขความผิดเพี้ยนทางความร้อนในผลึกเลเซอร์และสร้างลำแสงเกาส์เซียนที่มีรูปร่างมากขึ้น

เนื่องจากเอฟเฟกต์การกระเจิงนั้นอ่อนแอมาก และการเลื่อนของสโตกส์เพียงไม่กี่พิโคเมตร เลเซอร์กระตุ้นที่ใช้จึงมีความสำคัญ เลเซอร์ต้องมีความกว้างของเส้นที่แคบมากและมีความยาวเชื่อมโยงกันที่ยาว เพื่อให้แน่ใจว่าผลการกระเจิงของ Brillouin นั้นสังเกตได้อย่างชัดเจนด้วยความละเอียดและอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ดี

12. อินเตอร์เฟอโรเมตรี

อินเตอร์เฟอโรเมทรีหมายถึงเทคนิคกว้างๆ ที่อาศัยการซ้อนทับของเส้นทางแสงสองเส้นที่เชื่อมโยงกัน ซึ่งส่วนใหญ่แยกออกจากแหล่งกำเนิดแสงเดียว เพื่อสร้างรูปแบบการแทรกสอด การรบกวนนี้เกิดจากความแตกต่างของเส้นทางระหว่างลำแสงสองลำ เส้นทางแสงอ้างอิง และเส้นทางแสงตัวอย่างที่ตกกระทบ ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่วัดได้ในรูปแบบขอบ เทคนิคการวัดนี้สามารถนำไปใช้กับงานต่างๆ ได้หลากหลาย ตั้งแต่การวัดระยะทางอย่างง่ายหรือพื้นผิวไปจนถึงโครงสร้างและความเค้น ไปจนถึงการวัดคลื่นความโน้มถ่วง

ตามทฤษฎีแล้ว การตั้งค่าการทดลองทั่วไปนั้นง่ายมาก เลเซอร์ที่มีความเสถียรสูงจะแยกออกเป็นสองส่วนเพื่อสร้างลำแสงที่แยกจากกันและเหมือนกัน ชุดแรกเป็นแขนอ้างอิงที่มีเส้นทางคงที่ ส่วนอีกชุดเป็นลำแสงตกกระทบเคลื่อนที่ของตัวอย่าง ในขั้นต้น ลำแสงทั้งสองอยู่ในเฟส โดยแยกออกจากแหล่งกำเนิดเดียวกัน หากเส้นทางทั้งสองมีความยาวเท่ากัน เส้นทางเหล่านั้นจะยังคงอยู่ในเฟสเมื่อไปถึงเครื่องตรวจจับ อย่างไรก็ตาม การเบี่ยงเบนเล็กน้อยในเส้นทางของลำแสงตัวอย่างจะเปลี่ยนเฟสของมันตามลำแสงอ้างอิง และด้วยเหตุนี้จึงสร้างความเบี่ยงเบนที่เกี่ยวข้องในรูปแบบสัญญาณรบกวน ความเบี่ยงเบนเหล่านี้ในรูปแบบสัญญาณรบกวนเป็นผลลัพธ์ที่วัดได้

ปัจจัยหลายประการที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกแหล่งกำเนิดแสงที่ถูกต้องสำหรับอินเทอร์เฟอโรเมทรี:

ประการแรก แหล่งกำเนิดแสงต้องการความเสถียรของไฮเปอร์สเปกตรัมเพื่อให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนแปลงรูปแบบเกิดจากตัวอย่าง ไม่ใช่จากเอฟเฟกต์เลเซอร์ ความยาวการเชื่อมโยงกันที่ยาวขึ้น และความกว้างของเส้นที่แคบลง จะเป็นตัวกำหนดความละเอียดของการวัดบางส่วน ในขณะเดียวกันก็คำนึงถึงความยาวคลื่นที่ใช้ด้วย

เสถียรภาพในการชี้ของลำแสงสูงช่วยให้มั่นใจได้ถึงการวัดที่สอดคล้องกันที่ตำแหน่งตัวอย่างที่เลือก ในขณะที่คุณภาพของลำแสงสูงช่วยลดความซับซ้อนที่อาจเกิดขึ้นเมื่อวิเคราะห์ผลการวัด

สุดท้าย สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาระดับพลังงานที่มีอยู่เมื่อเทียบกับขนาดตัวอย่าง เนื่องจากพลังงานที่สูงขึ้นสามารถแสดงภาพในพื้นที่ที่ใหญ่ขึ้นได้

ข้อมูลติดต่อ:

หากคุณมีความคิดใด ๆ โปรดอย่าลังเลที่จะพูดคุยกับเรา ไม่ว่าลูกค้าของเราจะอยู่ที่ไหนและความต้องการของเราคืออะไร เราจะทำตามเป้าหมายของเราเพื่อให้ลูกค้าของเราได้รับสินค้าคุณภาพสูง ราคาต่ำ และบริการที่ดีที่สุด