L'ingegnere

Il Dr. Reza Amani utilizza termocamere per misurare il calore generato sulla fibra di guadagno di un laser a fibra, prevenendo così danni alle apparecchiature o lesioni agli operatori a causa di una rottura che potrebbe verificarsi quando vengono superati i limiti di temperatura.

Queste telecamere possono aiutare a dare istruzioni agli studenti durante gli esperimenti, migliorare la sicurezza degli operatori nelle applicazioni in loco e migliorare le prestazioni dell'attrezzatura, ecc.

Progetto Reza Amani Professore associato Centro per la scienza del laser ad attosecondi, Graduate School of Science, Università di Tokyo

Monitoraggio degli aumenti di temperatura per prevenire danni alle fibre

Il dottor Reza Amani è coinvolto in una ricerca che non solo contribuisce ai campi della chimica fisica attraverso lo sviluppo di laser ad alta potenza, ma mira anche a una maggiore cooperazione con l'industria. La lavorazione laser viene introdotta nell'industria dei semiconduttori così come in molti altri settori. Consente la lavorazione di un'ampia gamma di materiali e consente una lavorazione ultrafine e ad alta precisione.

In particolare, i laser a fibra su cui sta lavorando il dottor Amani hanno un’elevata efficienza di conversione energetica ed eccellono in termini di stabilità e affidabilità. Inoltre, poiché la luce è confinata nelle fibre, non richiede una camera bianca e attira l'attenzione per i suoi vantaggi come il controllo elettrico e la facilità di gestione.

"Il nucleo della fibra ottica, denominato "fibra di guadagno", è drogato (aggiunto) con Er (erbio) e Yb 1/3 (itterbio). Un'uscita laser di 22 W o più può essere acquisita in un'unica modalità , ma la fibra viene subito riscaldata dopo l'eccitazione. Quando la fibra raggiunge una certa temperatura, prima si gonfia e poi scoppia. Se ciò accade, l'attrezzatura diventa inutilizzabile e vi sono rischi di lesioni."

Per evitare tali rischi, è necessario misurare il calore che viene generato sulla fibra di guadagno del laser a fibra e l'esperimento deve essere interrotto prima che venga raggiunta la temperatura limite e la plastica esterna del rivestimento (rivestimento in acrilato) venga distrutta. Tuttavia, quando viene creata la fibra di guadagno, non è noto quando supera il limite di temperatura. Come mezzo per monitorare l'aumento della temperatura, è stata introdotta la termocamera Teledyne FLIR.

Ottieni fibra drogata con ioni Er e Yb. Questa fibra di guadagno è accoppiata con un laser di eccitazione multimodale da 976 nm per creare un risonatore. Può quindi oscillare con la lunghezza d'onda centrale di 1.560 nm per emettere un laser monomodale da 22 W o più. Un tale dispositivo laser può essere applicato alla lavorazione laser, all'eccitazione di un laser nel medio infrarosso e al campo della comunicazione ottica, ecc.

Quando la fibra di guadagno viene drogata con ioni Er-Yb, viene generata una luce fluorescente verde. Quanto più forte è la luce fluorescente, tanto maggiore sarà l'assorbimento del laser di eccitazione e la quantità di generazione di calore.

Seleziona Teledyne FLIR ad alta risoluzione e per una facile analisi

Il Dr. Amani dice che hanno provato a effettuare misurazioni con una termocamera che avevano in laboratorio, ma aveva un basso numero di pixel e, a causa della risoluzione limitata dell'immagine, i valori misurati erano inferiori a quelli effettivi, rendendo di fatto è inutile.

"Nel mio lavoro precedente, ho studiato i laser a disco sottile e ho utilizzato una termocamera FLIR ad alto numero di pixel. Pertanto, conosco molto bene i vantaggi delle fotocamere FLIR. La fibra è sottile fino a 250 μm, inclusa la parte esterna in plastica , che si chiama rivestimento in acrilato. Senza una certa risoluzione, non possiamo misurare con precisione le temperature. Tuttavia, ho assunto la mia posizione attuale un anno fa e ho appena avviato il mio laboratorio. A causa del budget limitato, ho scelto la FLIR E54 . Ha una risoluzione equa e può essere acquistato a un prezzo accademico."

Un altro motivo per scegliere Teledyne FLIR è che i dati acquisiti possono essere analizzati su un PC. "Importiamo i dati delle immagini acquisite su un PC e conduciamo un'ampia varietà di analisi. È difficile giudicare con precisione dove si verificano i 2/3 della generazione di calore semplicemente osservando i dati sul posto, ma importando i dati su un PC, possiamo possiamo analizzare più in dettaglio. Questo è ovviamente un vantaggio."