Pengembangan laser OPO
Meskipun laser OPO mungkin ada saat ini sebagai perangkat plug-and-play, evolusinya tidak berjalan mulus.
Osilator parametrik optik (OPO) bekerja dengan menggunakan kristal untuk mengubah laser Nd:YAG mode berdenyut dan harmoniknya ke frekuensi tertentu. Untuk mencapai "penyetelan", laser pompa dan OPO harus diposisikan secara tepat. Para peneliti kemudian perlu menyempurnakan kristal secara manual ke tingkat mikron hingga panjang gelombang yang diinginkan tercapai.
Dalam operasi laboratorium sehari-hari, peneliti harus terus-menerus mewaspadai kemungkinan ketidakselarasan kedua komponen tersebut. Untuk lebih memperumit masalah, panjang gelombang pada frekuensi tertentu dipancarkan dari port yang berbeda, yang seringkali memerlukan penyesuaian ulang pengaturan eksperimental eksternal.
Lahirnya OPOTEK
Dengan latar belakang inilah para peneliti akademis merasa sangat sulit untuk mengoptimalkan dan memasukkan OPO ke dalam aplikasi komersial.
Sekitar 45 tahun yang lalu, setelah bertahun-tahun berkecimpung di bidang kedirgantaraan, Dr. Margalith mengetahui bahwa sebuah universitas di Tiongkok sedang mengembangkan kristal yang dapat disetel secara luas, yang membuka matanya terhadap potensi besar laser OPO. Pada saat itu, laser merdu sebagian besar didasarkan pada bahan kimia atau pewarna, yang bersifat kontinu, bukan berdenyut, dan sering kali mengalami masalah kebocoran. Selain itu, karena kompleksitasnya yang tinggi, ukurannya yang besar, dan biaya perawatan yang mahal, laser pewarna tidak pernah diterima secara luas dalam aplikasi komersial.
Tidak lama kemudian, semangat kewirausahaan Dr. Margalith merancang laser OPO merdu pertama dan berhasil mematenkan teknologinya. Sejak saat itu, OPOTEK lahir di garasi rumahnya.
Pada bulan Juli 1993, OPOTEK menjadi perusahaan pertama di Amerika Serikat yang menawarkan OPO broadband terlihat. Banyak produk perusahaan saat ini berasal dari desain inovatif ini. Sejak saat itu, berbagai kemajuan teknologi terus meningkatkan dan menyesuaikan kinerja OPO.
Saat ini, Dr. Margalith mengatakan metode yang diterima untuk membangun OPO adalah dengan mengintegrasikan laser pompa dan optik OPO dalam wadah yang sama dan memastikan bahwa keduanya tidak dapat dipisahkan. Desain ini memungkinkan seluruh laser merdu dipindahkan dengan mudah dan aman sesuai kebutuhan.
Perangkat lunak terintegrasi mendeteksi penyelarasan sistem dan membuat penyesuaian jika diperlukan. Stabilitas ini sangat penting dalam lingkungan komersial, seperti ketika memindahkan peralatan pencitraan dari laboratorium ke ruang operasi rumah sakit.
“Beberapa OPO di masa lalu sangat rapuh sehingga jika sistemnya dipindahkan, para insinyur harus menyelaraskannya kembali,” jelas Dr. Margalith, “Hal ini tidak diperlukan untuk OPO yang stabil saat ini. Penyiapan dan pelatihan tidak lagi memerlukan keahlian dari luar. Anda bisa membeli produk siap pakai dan mengirimkannya dalam semalam seperti kebanyakan produk konsumen."
Otomatisasi kini mengontrol semua elemen sistem seperti harmonisa laser pompa, penyetelan optik rotasi kristal, optik pemisahan bentuk gelombang, dan attenuator. Pengembang produk juga dapat menggunakan perangkat pengembangan perangkat lunak untuk mengintegrasikan fitur fungsionalitas perangkat lunak OPO ke dalam perangkat lunak mereka sendiri.
“Untuk ilmuwan riset atau perusahaan yang menggunakan laser ini dalam produk mereka, mungkin tidak ideal untuk mendapatkan perangkat lunak kontrol terpisah dari produsen laser yang dapat disetel. Mereka lebih memilih untuk mengintegrasikan semua kontrol ke dalam perangkat lunak mereka sendiri. Dalam lingkungan akademis, menyimpan semua data pada parameter laser sangat penting untuk kelancaran pengoperasian. Integrasi adalah kunci agar semuanya berfungsi,” jelas Dr. Little dari OPOTEK.
Mengintegrasikan otomatisasi dan kontrol sangatlah penting karena biasanya laser ditempatkan dalam wadah yang lebih besar, sehingga sulit untuk diprogram ulang atau diservis.
Kit pengembangan perangkat lunak juga dapat digunakan untuk mengatur pemindaian yang dapat diprogram dengan panjang gelombang yang telah ditentukan sebelumnya dalam urutan apa pun. Ini memiliki aplikasi dalam pencitraan resolusi tinggi yang canggih. Kemampuan fokus yang melekat pada laser memungkinkan mereka mengambil sampel area yang sangat kecil, berukuran puluhan mikron. Dengan memprogram laser terlebih dahulu, sistem dapat melakukan rasterisasi dan memindahkan laser ke area berbeda untuk menghasilkan pemindaian resolusi tinggi.
“Karena ini adalah laser berdenyut yang menyala berkali-kali per detik, Anda dapat memasukkan berapa kali Anda ingin laser menyala pada setiap panjang gelombang dan memutuskan berapa kali menambah atau mengurangi panjang gelombang tersebut,” kata Dr. Little. “Sekarang semua pancaran energi tinggi berasal dari satu pelabuhan, memungkinkan operator untuk langsung menargetkan area yang diinginkan untuk dianalisis.”
Ukuran terkait dengan laser OPO yang dapat disetel. Jika OPO terlalu besar, integrasi instrumen akan lebih sulit dan keseluruhan produk akhir akan menjadi besar. Hal ini sangat penting mengingat kebutuhan ruang pada laboratorium penelitian.
Dr. Little pertama kali mengetahui tentang laser OPO saat menjadi mahasiswa pascasarjana di Louisiana State University. Ia ingat bahwa OPO masa awal "sangat besar, sulit digunakan, dan sering rusak. Satu OPO panjangnya 12 kaki".
Saat ini, OPOTEK menawarkan salah satu laser merdu terkecil di pasaran: Opolette 2940 berukuran "kotak sepatu". Meskipun masih memerlukan catu daya berukuran "tas kerja" dengan pendingin air internal, OPO 2.94-mikron kepala laser menempati tapak kecil. Meskipun masih memerlukan catu daya berukuran "tas kerja" dengan pendingin air internal, kepala laser 2,94 mikron laser OPO memiliki ukuran hanya 9,5 x 4,5 x 7,5 inci.
Menurut Dr. Little, ukurannya yang kecil meningkatkan kekakuan laser dan selanjutnya menstabilkan komponen di dalam wadah terintegrasi.
Ciri khas OPO modern adalah kemampuannya untuk mentransmisikan berbagai panjang gelombang melalui serat optik. Serat optik telah menjadi metode utama transmisi laser karena mudah dipasang dan diputuskan. Selain itu, melindungi pengguna akhir dari paparan cahaya atau kontak mata karena cahaya ditransmisikan melalui tabung tertutup. OPOTEK menawarkan pengiriman serat untuk semua produknya, berapa pun tingkat energinya.
Secara historis, laser OPO melibatkan penyesuaian manual yang rumit dan penyelarasan yang tepat. Kemajuan teknologi telah mengubah laser ini menjadi perangkat plug-and-play yang stabil dan mudah digunakan. Laser OPO masa kini, mudah digunakan dan andal, dapat digunakan di lingkungan laboratorium komersial dan akademis untuk aplikasi pengembangan perlengkapan.
“Peneliti akademis harus dapat fokus pada penelitian mereka daripada mencoba mengubah atau memperbaiki sistem laser,” menurut Dr. Margalith, “Dengan laser OPO berkualitas tinggi, peralatan mereka akan mampu bekerja di luar jangkauan. -fungsi kotak."
