Ydych Chi'n Gwybod Cymhwysiad Diwydiannol Laserau DPSS? (Rhan 4)

Laserau DpssGellir ei ddefnyddio mewn 12 maes, heddiw byddwn yn cyflwyno pedwar maes cymhwyso a'u hegwyddorion

9. Arolygiad Ffotofoltäig

Mae technegau sy'n seiliedig ar laser mewn archwilio ffotofoltäig yn datgelu amrywiaeth o briodweddau materol ac fe'u defnyddir yn eang ledled y diwydiant. Mae mesuriadau megis adlewyrchiad arwyneb, trapiau lefel dwfn, trylediad cludwyr, strwythur a ffiniau grisial, dyfnder a thymheredd math cyffordd, amsugno golau a gwasgariad, a diraddiad ffoton i gyd yn effeithio ar effeithlonrwydd celloedd solar a gellir eu mesur trwy ystod o brosesau optegol .

Mae'r rhan fwyaf o weithgynhyrchu ffotofoltäig mewn silicon; Fodd bynnag, mae ymchwilwyr yn chwilio am ddewis arall rhatach a mwy effeithlon - perovskite. Yn ystod y degawd diwethaf, mae effeithlonrwydd trosi pŵer celloedd solar perovskite wedi codi i'r entrychion o lai na 4 y cant i bron i 30 y cant , gan achosi cynnwrf mawr. Gall ychydig bach o ddeunydd perovskite gynhyrchu'r un faint o ynni solar ag ychydig dunelli o silicon. Fel lled-ddargludyddion bandgap uniongyrchol, mae perovskites yn ddelfrydol ar gyfer celloedd solar. Mae Perovskite yn fforddiadwy, yn gynaliadwy ac yn effeithlon, ac mae ganddo'r potensial i oddiweddyd silicon yn y farchnad PV. Fodd bynnag, dim ond ar samplau bach y mae effeithlonrwydd perovskite wedi'i fesur ac nid yw'n hyfyw yn fasnachol eto.

Mae laserau amledd sengl yn cynnig dewis effeithlon, di-gyswllt yn lle camau lithograffeg drud, a chyda'r nodweddion laser a'r tonfeddi cywir, gall y ffynonellau golau hyn hefyd archwilio, newid ac actifadu'r deunyddiau newydd hyn. Mae cyflawni cynnyrch uchel am gost is yn gofyn am ffynhonnell golau gyda datrysiad gofodol uchel, ansawdd trawst rhagorol, a sefydlogrwydd pŵer hirdymor. Er enghraifft, gellir defnyddio delweddu ffotoluminescence (PL) ar gyfer rheoli ansawdd echrydus (gweithgynhyrchwyr wafferi) a rheoli ansawdd afferol (gweithgynhyrchwyr batri), lle mae laserau bron-isgoch (NIR) yn aml yn cael eu defnyddio fel ffynonellau golau cost-effeithiol at y diben hwn. Mae laserau yn yr ystod uwchfioled (UV) yn darparu hyblygrwydd ar gyfer camau nodweddu a phrosesu deunyddiau. Yn yr un modd â phrosesu lled-ddargludyddion, defnyddir golau UV mewn gwahanol gamau a thechnegau mesur ar gyfer archwilio celloedd ffotofoltäig, lle mae'r donfedd fyrrach yn caniatáu dadansoddi cymhlethdod wyneb cynyddol, ac mae'r ffynhonnell UV pŵer uchel yn pelydru neu'n ablasio deunyddiau diraddiol ar rwystr y swbstrad.

Mae laserau amledd sengl yn gorchuddio'r ystod NIR i UV, ac mae eu nodweddion wedi'u cynllunio'n benodol ar gyfer perthnasedd y prosesau optegol hyn.

Ansawdd trawst: yn cynnwys maint, siâp, sefydlogrwydd a dwyster y trawst laser. Mae un pelydr modd traws (TEM 00) yn hanfodol ar gyfer nodweddu celloedd PV, gan ganiatáu ar gyfer rheolaeth ofodol uchel. Siâp trawst ardderchog, cyfeiriad sefydlog, ac eliptigedd isel ar gyfer prosesu a chanfod cyson.

Sŵn isel: Rhaid i gelloedd PV a laserau canfod wafferi allyrru sŵn isel i leihau gwallau canfod ac atal nodweddu anghywir. Mae'r lefel sŵn isel, ynghyd â lled y llinell gul, yn gwella'r gymhareb signal-i-sŵn ac yn gwella sensitifrwydd mesur a chanfod.

Sefydlogrwydd: Er mwyn sicrhau cysondeb o batri i batri a phanel i banel, mae'r laser hefyd yn gofyn am sefydlogrwydd sbectrol a phŵer rhagorol i wneud mesuriadau cydraniad uchel a dileu gwallau mewn mesuriadau amser hir.

10. Cynhyrchu Meistr Gratio

Mae rhwyllau diffreithiant optegol yn ddyfeisiadau a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer mesur tonfedd golau, sy'n cynnwys nifer o elfennau diffreithiant â bylchau rheolaidd - sef bylchau a chribau - a all effeithio am yn ail ar gyfnod ac osgled y golau digwyddiad. Enghraifft ymarferol o gratiau yw eu defnydd mewn sbectromedrau. Mae'r hollt mynediad wedi'i leoli ym mhlan ffocws y lens, gan ganiatáu i unrhyw olau digwyddiad basio trwodd a dod yn gyfochrog. Yna mae'r golau'n taro'r gratio fel bod y golau digwyddiad yn cael ei wasgaru i'w donfeddi cyfansoddol, a gellir arsylwi'r dosbarthiad dwyster yn uniongyrchol neu ei gofnodi gan ffotomedr.

Gellir trefnu rhwyllau mewn modd trawsyrru neu adlewyrchiad ac fe'u defnyddir yn eang mewn amrywiaeth o systemau laser gwahanol. Mae'r rhwyllau hyn yn cael eu gosod y tu mewn a'r tu allan i'r cyseinydd ar gyfer dewis tonfedd, gwahanu trawst, siapio trawst, a polareiddio. Nodweddir rhwyllau laser perfformiad uchel gan eu trothwyon difrod ar donfeddi penodol, yn ogystal â'u lled pwls uchel, eu cyfradd ailadrodd, a'u heffeithlonrwydd diffreithiant yn y cyfeiriad polareiddio.

Mae prosesau lithograffeg holograffig ac ymyrraeth yn gyffredin wrth gynhyrchu gratio, er mai dim ond trwy gyflwyno haenau cydraniad uchel a laserau tonnau byr y gellir cael gratiau sbectrol o ansawdd uchel. Gellir creu gratio trwy dynnu maes ymyrraeth laser manwl ar yr haen lithresydd, lle gellir cynhyrchu tonnau ymyrraeth trwy hollti osgled blaen ton neu belydryn laser cydlynol - laserau fel arfer mewn gweithrediad un modd.

Mae effeithlonrwydd ac ansawdd cyffredinol y gratio a grëir yn y modd hwn yn dibynnu ar sawl nodwedd o'r ffynhonnell golau a ddefnyddir, megis tonfedd a polareiddio, a dylid ystyried y paramedrau canlynol wrth ystyried laser addas ar gyfer prif gynhyrchiad gratio:

Pŵer uchel: Fel arfer mae angen amseroedd amlygiad byrrach gan fod hyn yn lleihau dylanwadau allanol niweidiol fel dirgryniad. Felly, mae dwysedd golau uwch yn cael ei ffafrio.

Sefydlogrwydd pŵer: Gall amrywiadau mewn pŵer allbwn yn ystod y broses gynhyrchu ymhelaethu ar yr interferogram, gan arwain at anghywirdeb. Felly, mae pŵer allbwn uwch-sefydlog a sŵn pŵer anghanfyddadwy yn bwysig iawn i sicrhau ansawdd disg y rhiant gratio.

Ansawdd trawst: Mae ansawdd trawst rhagorol a sefydlogrwydd pwyntio hefyd yn baramedrau allweddol i sicrhau dadansoddiad cyson a chywir.

11. Gwasgariad Brillouin

Mae effaith Brillouin yn wasgariad anelastig a achosir gan ryngweithiad parametrig ffotonau â ffonnau thermol, fel y'i canfuwyd yn sbectrosgopeg Raman, er mai yma mae'n cael ei achosi gan ryngweithio golau â phonons sy'n dirgrynu yn yr ystod acwstig; Gelwir yn aml yn donnau sain. Gall yr amrywiadau thermol deinamig hyn achosi newidiadau ym mynegai cyson dielectrig a phlygiant y deunydd cludo, gan arwain at effeithiau gwasgariad anelastig gwan wrth i ffotonau basio drwodd. Mae'r rhyngweithio anelastig hwn yn achosi newid mewn amlder o fewn y golau digwyddiad, sy'n gymesur â chyflymder cymharol y ffonon, gan arwain at newid egni neu shifft Stokes, sydd sawl gorchymyn maint yn llai na shifft Raman oherwydd cymariaethau rhwng cyflymder sain a chyflymder y golau.

Yn Raman, mae'r newid Stokes hwn yn gysylltiedig â rhyngweithiadau dirgrynol a chylchdro penodol ar y lefel foleciwlaidd, tra bod y sifft Brillouin yn ganlyniad rhyngweithiadau macrosgopig, amledd isel gyda'r cyfrwng swmp, lle mae effeithiau aflinol yn cael eu hachosi amlaf gan electrostriction. Gall y newid Stokes hwn hefyd gael ei achosi gan newidiadau yn y strwythur gwefr (polaron) neu ei osgiliad magnetig (magneton). Gall ffotonau golli egni, gan achosi symudiad tuag at donfedd hirach, neu ennill egni, gan achosi tonfedd fyrrach (anti-Stokes).

Ar bŵer laser isel, gall yr effeithiau Brillouin hyn ddigwydd yn ddigymell, ond ar ddwyster pŵer uwch, gall yr effaith hon gael ei chyffroi'n uniongyrchol gan ffotonau cynhyrfus, a elwir yn wasgaru Brillouin wedi'i ysgogi (SBS). Mae SBS yn achosi i donnau sain gael eu cynhyrchu yn y deunydd cludo, gan ymledu i'r un cyfeiriad â'r trawst digwyddiad, ac mae'r ffotonau gwasgaredig a symudol yn cael eu hadlewyrchu neu eu hadlewyrchu yn ôl tuag at y trawst digwyddiad. Gellir dadansoddi'r gwasgariad hwn i bennu priodweddau elastig amrywiol ffilmiau a samplau submicron, yn ogystal â phriodweddau wyneb deunyddiau swmp, ac fe'i defnyddir ar gyfer ystod eang o gymwysiadau; Mae enghreifftiau'n cynnwys daeareg, bioleg a gwyddorau bywyd, olew a nwy, telathrebu, a mwy. Er enghraifft, yr effaith ôl-fyfyrio ysgogol hon sy'n cyfyngu ar gyfanswm y pŵer optegol y gellir ei chwistrellu i'r ffibr. Mae'r effaith hon hefyd yn cael ei defnyddio'n helaeth mewn cydgysylltiad cyfnod optegol, lle defnyddir drychau cyfuniad cam (PCM) i gywiro ystumiadau thermol mewn crisialau laser a chynhyrchu mwy o siapiau trawst Gaussian.

Oherwydd bod yr effaith wasgaru yn wan iawn a dim ond ychydig o bigomedrau yw shifft Stokes, mae'r laser cyffro a ddefnyddir yn hollbwysig. Rhaid i'r laser fod â lled llinell hynod gul a hyd cydlyniad hir i sicrhau bod canlyniadau effaith gwasgaru Brillouin yn cael eu harsylwi'n glir gyda chymhareb cydraniad a signal-i-sŵn da.

12. ymyraeth

Mae interferometreg yn cyfeirio at dechneg eang sy'n dibynnu ar arosodiad dau lwybr golau cydlynol, wedi'u gwahanu fel arfer oddi wrth un ffynhonnell golau, i ffurfio patrwm ymyrraeth. Achosir yr ymyrraeth hon gan wahaniaeth yn y llwybr rhwng dau drawst, llwybr golau cyfeirio, a llwybr golau sampl digwyddiad, gan arwain at newid mesuradwy yn y patrwm ymylol. Gellir defnyddio'r dechneg fesur hon ar gyfer amrywiaeth o wahanol gymwysiadau - o fesuriadau pellter neu arwyneb syml i strwythurau a straen, i fesuriadau tonnau disgyrchiant.

Mewn egwyddor, mae'r gosodiad arbrofol nodweddiadol yn syml iawn. Rhennir y laser cydlynol hynod sefydlog yn ddau i gynhyrchu trawstiau ar wahân ac union yr un fath. Mae un yn fraich gyfeirio gyda llwybr sefydlog, tra bod y llall yn ffurfio trawst digwyddiad symudol o'r sampl. I ddechrau, mae'r ddau belydryn golau mewn cyfnod, wedi'u gwahanu oddi wrth yr un ffynhonnell gydlynol. Os yw'r ddau lwybr yr un hyd, byddant yn dal mewn cyfnod pan fyddant yn cyrraedd y synhwyrydd. Fodd bynnag, mae gwyriad bach yn llwybr y trawst sampl yn newid ei gyfnod mewn perthynas â'r trawst cyfeirio ac felly'n creu gwyriadau cysylltiedig yn y patrwm ymyrraeth. Mae'r gwyriadau hyn yn y patrwm ymyrraeth yn allbynnau mesuradwy.

Sawl ffactor i'w hystyried wrth ddewis y ffynhonnell golau gywir ar gyfer interferometreg:

Yn gyntaf, mae angen sefydlogrwydd hyperspectral ar y ffynhonnell golau i sicrhau bod y newid patrwm yn cael ei achosi gan y sampl ac nid gan yr effaith laser. Bydd hyd cydlyniad hirach, ac felly lled llinellau culach, yn rhannol yn pennu cydraniad y mesuriad, tra hefyd yn ystyried y donfedd a ddefnyddir.

Mae sefydlogrwydd pwyntio trawst uchel yn sicrhau mesuriadau cyson yn y lleoliad sampl a ddewiswyd, tra bod ansawdd trawst uchel yn lleihau'r cymhlethdod a all godi wrth ddadansoddi canlyniadau mesur.

Yn olaf, mae'n bwysig ystyried y lefel pŵer sydd ar gael o'i gymharu â maint y sampl, oherwydd gall pŵer uwch ddelweddu ardal fwy.

Gwybodaeth Cyswllt:

Os oes gennych unrhyw syniadau, mae croeso i chi siarad â ni. Ni waeth ble mae ein cwsmeriaid a beth yw ein gofynion, byddwn yn dilyn ein nod i ddarparu ein cwsmeriaid gyda safon uchel, prisiau isel, a'r gwasanaeth gorau.