تکنیک همراستاسازی (الاینمنت) لیزر در چیدمان های آزمایشگاهی

مقدمه

الاین پرتو یک لیزر می تواند به شدت چالش زا باشد، اما دانستن چند نکته و ترفند می تواند آن را بسیار ساده کند. به عنوان مثال اولین گام جهت الاین پرتو لیزر مطمئن شدن از موازی بودن پرتو است. اگر منبع لیزر یک دیود یا یک فیبر است، احتمالا به المان ها و چیدمان های اپتیکی دیگری مانند لنزهای استوانه ای یا موازی ساز، موازی ساز های فیبری یا یک جفت منشور آنامورفیک نیاز پیدا خواهد شد. همچنین قبل از تلاش به الاین لیزر، رعایت دقیق نکات ایمنی جهت کار با لیزر و استفاده از عینک ایمنی مناسب برای طول موج مورد استفاده بسیار حیاتی است. همچنین برای الاین لیزرهای با طول موج نامرئی، کارت های آشکارسازی می توانند مورد نیاز باشند. 

 
 

جهت الاین پرتو لیزر، جابجایی مکانی و زاویه ای پرتو باید تحت کنترل باشد. این امر می تواند نیاز به چندین سیستم اپتیکی را ایجاد کند؛ سیستم هایی که فضای با ارزش روی میز اپتیکی را اشغال می کنند. در کاربری هایی که نیاز به اشغال فضای کمتری از میز اپتیکی وجود دارد، می توان از دو پیکر بندی به همراه دو آینه کینماتیک برای الاین پرتو لیزر بهره برد.

پیکربندی موازی (Z شکل)

Parallel (Z-Fold) Configuration

شکل بالا چیدمان اصلی این پیکربندی را نمایش می دهد. آینه های قرار گرفته در نگهدارنده های قابل تنظیم جهت جابجایی زاویه ای مورد استفاده قرار می گیرند و به گونه ای مکان یابی شده اند که پرتو فرودی با زاویه ی یکسانی به سطح هر دو آینه برخورد می کند. جهت ساده سازی چیدمان، می توان به سادگی آینه ها را در زاویه ی 45 درجه قرار داد. در این چیدمان نگهدارنده کینماتیک اول برای دستیابی به مکان عمودی و افقی مناسب پرتو مورد استفاده قرار می گیرد، در حالی که نگهدارنده دوم جهت جبران زاویه کاربرد دارد. این پیکربندی روش دارای اولویت برای الاین چندین پرتو لیزر بر روی یک هدف است. در زمان ترکیب لیزرهایی به طول موج های مختلف، ممکن است نیاز شود یک یا دو عدد از آینه ها با فیلتر های دایکروئیک تعویض گردد. 

جهت کاهش تعدادمراحل فرآیند الاینمنت، لیزر باید در دو نقطه مرجع جداگانه الاین باشد. در این مرحله یک کارت سفید که بر روی آن یک علامت ضربدر کشیده شده است می تواند مفید باشد. اولین نقطه ی مرجع بر روی سطح آینه دوم و یا نزدیکترین نقطه ی ممکن به آن و نقطه ی مرجع دوم بر روی هدف قرار می گیرد. در این مرحله از نگهدارنده کینماتیک اول جهت تنظیم مکان X و Y پرتو بر روی نقطه مرجع اول استفاده می کنیم. با فرض اینکه یک پرتو موازی با سطح میز مورد نیاز باشد، این مکان بایستی با مکان XY مورد نیاز در هدف یکسان باشد. به محض دستیابی به مکان مورد نظر، از نگهدارنده کینماتیک دوم جهت جبران کردن زاویه و تنظیم پرتو بر روی هدف واقعی استفاده می کنیم. بنابراین آینه ی اول جهت نزدیک شدن به الاینمنت مورد نظر و آینه ی دوم جهت تنظیم دقیق الاینمنت بر روی هدف مورد استفاده قرار می گیرند.

پیکربندی عمودی

Perpendicular (Figure-4) Configuration

این پیکربندی نسبت به پیکربندی موازی پیچیده تر است اما می تواند چیدمان فشرده تری را ایجاد کند. همانند پیکربندی موازی، این پیکربندی نیز از دو آینه سوار شده بر روی دو نگهدارنده ی قابل تنظیم بهره می برد. همچنین آینه ها در این پیکربندی در زاویه ی 67.5 درجه ای قرار می گیرند. این چیدمان اجازه می دهد که آینه ی 2 از مسیر پرتو خروجی از منبع دورتر قرار بگیرد. همانند پیکربندی موازی، پرتو لیزر بایستی در دو نقطه ی مرجه الاین شود که نقطه مرجع اول بر روی آینه 2 و نقطه مرجع دوم بر روی هدف قرار می گیرد. آینه ی اول جهت تنظیم مکان XY پرتو بر روی آینه دوم مورد استفاده قرار می گیرد و آینه دوم جهت تنظیم XY بر روی هدف استفاده می شود.