Lightwave Electronics Corporation - Lightwave Electronics Corporation

Nd: YAG-лазер Lightwave Electronics модели 122, управляемый микропроцессором, выпущенный примерно в 1990 году. Этот лазер был основан на конструкции неплоского кольцевого генератора. Этот одночастотный лазер непрерывного действия был нацелен на лабораторный рынок. Самый большой рынок Lightwave Electronic был для OEM лазеры (лазеры, используемые в качестве компонентов в системах других производителей), прежде всего лазеры с модуляцией добротности для микрообработки.

Lightwave Electronics Corporation был разработчиком и производителем твердотельные лазеры с диодной накачкой, и внес значительный вклад в создание[1] и созревание этой технологии. Lightwave Electronics была технологической компанией с разнообразными рынками,[2] включая науку и микрообработку. Изобретатели, работающие в Lightwave Electronics, получили 51 патент США,[3] и продукты Lightwave Electronics были упомянуты неаффилированными изобретателями в 91 патенте США.[4]

Lightwave Electronics была калифорнийской корпорацией, которая была основана в 1984 году. Некоторыми из основателей были Роберт Л. Мортенсен, бывший руководитель производителя лазеров Spectra Physics, и доктора наук. Роберт Л. Байер и Дэвид Блум, оба профессора в Стэндфордский Университет. Корпорация Newport, которую тогда возглавлял доктор Милтон Чанг, была одним из первых крупных инвесторов. Мортенсен был президентом при основании компании, и он проработал президентом почти 15 лет.[5] Филип Мередит был президентом с 2000 года до продажи компании в 2005 году.[6] Корпорация JDS Uniphase (JDSU, теперь Lumentum, биржевой тикер LITE ) приобрел Lightwave в 2005 году за 65 миллионов долларов.[7][8] В то время в компании работало 120 сотрудников. Компания располагалась в г. Маунтин-Вью, Калифорния.

Товары

В научном сообществе Lightwave Electronics была наиболее известна одночастотными лазерами, основанными на непланарной конструкции кольцевого генератора.[9] Эти лазеры работали на длинах волн 1064 нм и 1319 нм и были основаны на лазерном материале иттрий-алюминиевого граната, легированного неодимом (Nd: YAG ). Обсерватория гравитационных волн с лазерным интерферометром первого поколения (LIGO ) был основан на этих лазерах, работающих на длине волны 1064 нм.[10] Два неплоских генератора световых волн были запущены в космос в 2004 году как компоненты НАСА. Тропосферный эмиссионный спектрометр Спутниковый прибор для наблюдения за Землей, который еще работал в 2015 году.[11]Компания Lightwave Electronics создала лазерный источник видимого (532 нм) диапазона на основе удвоение частоты выход неплоского кольцевого генератора.[12] В качестве нелинейного материала использовался легированный магнием. ниобат лития. Еще одним членом семейства неплоских кольцевых изделий был «инъекционный посев », Которая использовалась для усиления одночастотной генерации в лазерах с модуляцией добротности с ламповой накачкой и уровнем 1 джоуля, что повысило эффективность использования этих лазеров для количественной спектроскопии.[13][14] Эта система посева была первым продуктом Lightwave Electronics со значительными продажами.

Первым значительным успехом Lightwave Electronics на промышленных рынках стала серия акустооптических Добротность лазеры[15][16] на 1047 нм, на основе фторид иттрия-лития, легированный неодимом (Nd: YLF) и на 1342 нм на основе ортованадат иттрия, легированный неодимом, которые использовались для повышения производительности при производстве полупроводниковой памяти. В течение примерно двух десятилетий, примерно с 1988 по 2008 год, производители полупроводников использовали миниатюрные лазеры с модуляцией добротности Lightwave Electronics на этапе продувки звена.[17] при производстве большинства мировых динамическая память с произвольным доступом чипсы. Эти миниатюрные лазеры с модуляцией добротности использовались в системах, построенных Электро-научные отрасли, GSI и Nikon.

Также большое промышленное значение имела серия лазеров с модуляцией добротности с внутренним преобразованием частоты и мощностью от 2 до 20 Вт ультрафиолетового излучения на длине волны 355 нм,[18] используется для различных приложений микрообработки. Компания Lightwave представила эти УФ-лазеры в 1998 году. Материал для нелинейного преобразования частоты был триборат лития (LBO). Мультиваттные УФ-лазеры Lightwave с модуляцией добротности излучали более длинные импульсы, чем лазеры конкурентов, и позволяли эффективно обрабатывать материалы,[19] возможно, путем плавления, а не абляции (испарения), что снижает мощность, необходимую для удаления материала при таких операциях, как лазерное сверление небольших отверстий в печатных платах или лазерная резка печатных плат[20]

В течение нескольких лет (около 1996 г.) Lightwave Electronics производила акустооптические лазер с синхронизацией мод с низкочастотным джиттером и дрейфом. Наиболее важным приложением было высокоскоростное измерение напряжений как шаг в разработке и усовершенствовании интегральных схем.[21] Отдельная линейка лазеров с синхронизацией мод производила ультрафиолетовый свет на длине волны 355 нм, используемый для возбуждения флуоресценции в проточной цитометрии Приложения.[22] Синхронизация мод была пассивной, с использованием полупроводника. насыщающийся поглотитель. В конце 1990-х Lightwave Electronics произвела Nd: YAG-лазер с внутренней частотой, удвоенной до 532 нм с титанилфосфат калия (КТП), применяемый в офтальмологии.

Технологии

На фотографии показана техника, используемая для монтажа оптики в одночастотном лазере Lightwave Electronics с удвоенной частотой. Оптика в левом переднем плане связан с тонким слоем клея УФ-отверждения для поддержки блока, также выполненной из стекла, которое присоединено к платформе. Такой подход к дизайну обеспечивает 5 степеней свободы для оптики с тонким клеевым слоем.[23]

Первые продукты выиграли от сотрудничества со Стэнфордским университетом и другими лабораториями области залива. Технология непланарного кольцевого генератора была изобретена в Стэнфордском университете,[24] и патент[25] была лицензирована Lightwave Electronics. Инъекционный посевной продукт был разработан при сотрудничестве с SRI International и Сандийские национальные лаборатории (Ливермор).[13][14]

Lightwave Electronics внесена в список правопреемников 51 патента США.[3] Некоторые из них относятся к активной лазерной стабилизации, включая стабилизацию оптической частоты,[26] интенсивности,[27] и частоты следования импульсов[28] и энергия импульса.[29] Другой набор относится к технологии лазерного производства. В ранних лазерах Lightwave Electronics для постоянного крепления оптики использовался припой.[30] Более поздние лазеры, такие как показанный на рисунке, использовали клей отверждается ультрафиолетом.[23][31]

Непланарные кольцевые лазеры Lightwave Electronics и инфракрасные лазеры с модуляцией добротности, используемые для производства DRAM, имели "торцевую накачку", что означало, что луч полупроводниковой лазерной накачки был коаксиальным с лучом накачиваемого лазера. Более поздние лазеры, включая все лазеры с длиной волны 355 нм, имели боковую накачку. Стержни из Nd: YAG малого диаметра (<2 мм) накачивались мощными (> 20 Вт) полупроводниковыми лазерами с большой апертурой, расположенными рядом со стержнями. Компания Lightwave Electronics разработала и запатентовала конструкцию, обеспечивающую эффективную боковую накачку лазера при сохранении выходной мощности, ограниченной дифракцией.[32] Мощность продуктов с концевой накачкой была ограничена до менее 1 ватта, в то время как продукты с боковой накачкой превышали 20 Вт.

Lightwave Electronics широко использовала Исследование инноваций малого бизнеса (SBIR) Программа, созданная в 1982 году.

Компании-преемники

Среди дочерних компаний Lightwave Electronics Corporation: Электрооптическая технология, Траверс-Сити, штат Мичиган; Time-Bandwidth Products из Цюриха, Швейцария, в настоящее время является частью Lumentum; и Mobius Photonics,[33] приобретено IPG Photonics. Продукты, проданные Lumentum в 2015 году на основе продуктов Lightwave Electronics Corporation, включают неплоские кольцевые лазеры серии NPRO 125/126, лазеры серии Q с модуляцией добротности 355 нм и квазинепрерывные лазеры Xcyte с длиной волны 355 нм.[34]

Рекомендации

  1. ^ Джефф Хехт, «Photonic Frontiers: Лазерные диоды: Оглядываясь назад / Заглядывая в будущее: Лазерные диоды прошли долгий путь и принесли пять Нобелевских премий», Laser Focus World, апрель 2015 г.
  2. ^ Энн Гиббонс, «Бум оптики порождает потребность в большем количестве экспертов», The Scientist, 1 мая 1989 г.
  3. ^ а б Поиск патентов США с именем правопреемника = Lightwave Electronics
  4. ^ Поиск патентов США с описанием / спецификацией = Lightwave Electronics и именем правопреемника ≠ Lightwave Electronics
  5. ^ Reuters, "Mobius Photonics называет генерального директора Роберта Л. Мортенсена", 15 сентября 2009 г.
  6. ^ Bloomberg, Обзор компании Lightwave Electronics Corporation, Executive Profile, Филип Мередит.
  7. ^ Laser Focus World, «JDSU покупает Lightwave Electronics за 65 миллионов долларов», 21 марта 2005 г.
  8. ^ В форме 10-K JDS Uniphase Corporation, поданной 29 августа 2007 г., указано, что покупка была совершена «приблизительно за 67,2 миллиона долларов наличными».
  9. ^ Энциклопедия лазерной физики RP Photonics (онлайн), «Непланарные кольцевые генераторы»,
  10. ^ https://www.advancedligo.mit.edu/diode_laser.html
  11. ^ Deep Space Optical Communications, под редакцией Хамида Хеммати, стр. 444-445. Вайли.
  12. ^ Д. К. Герстенбергер, Г. Э. Тай и Р. У. Уоллес, "Эффективное преобразование второй гармоники непрерывного одночастотного излучения лазера на Nd: YAG за счет синхронизации частоты с монолитным кольцевым удвоителем частоты", Опт. Lett. 16, 992-994 (1991).
  13. ^ а б Рэндал Л. Шмитт и Ларри А. Ран, "Система посева лазера Nd: YAG с диодной накачкой", Appl. Опт. 25, 629-633 (1986)
  14. ^ а б М. Дж. Дайер, В. К. Бишель и Д. Г. Щербак, «Инжекционная синхронизация лазеров Nd: YAG с использованием затравочного лазера непрерывного действия на YAG-кристалле с диодной накачкой», в Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 14 Технического дайджеста OSA (1987), статья WN4.
  15. ^ Патент США 5,130,995, «Лазер с Q-переключателем Брюстера с угловой поверхностью, выровненной коаксиально».
  16. ^ Уильям М. Гроссман, Мартин Гиффорд и Ричард Уоллес. «Короткоимпульсные лазеры с диодной накачкой 1,3 и 1 мкм с модуляцией добротности». Опт. Позволять. 15, 622-624 (1990)
  17. ^ Эдвард Дж. Свенсон; Юньлун Сун и Кори М. Дунски "Лазерная микрообработка в микроэлектронной промышленности: исторический обзор", Proc. SPIE 4095, Laser Beam Shaping, 118 (25 октября 2000 г.)
  18. ^ Патент США 5,850,407, «Генератор третьей гармоники с непокрытой дисперсионной выходной гранью нарезки пивоварни».
  19. ^ Ризви, Надим Х. и др. «Микрообработка промышленных материалов сверхбыстрыми лазерами». Proc. ИКАЛЕО. Vol. 15. № 1. 2001.
  20. ^ Рихакова Л., Хмеликова Х. Лазерная микрообработка стекла, кремния и керамики // Успехи материаловедения и инженерии. 2015 г.
  21. ^ Патент США 6,496,261, «Оптический интерферометр с двумя импульсами для измерения формы волны интегральных схем».
  22. ^ Farr, C .; Бергер, С. (2010). «Измерение активности кальпаина в фиксированных и живых клетках с помощью проточной цитометрии». Журнал визуализированных экспериментов (41): 2050. Дои:10.3791/2050. ЧВК  3156068. PMID  20644512.
  23. ^ а б Патент США 6,366,593, «Адгезивное устройство для точного позиционирования».
  24. ^ Томас Дж. Кейн и Роберт Л. Байер, "Монолитный однонаправленный одномодовый кольцевой лазер на Nd: YAG", Опт. Lett. 10, 65-67 (1985)
  25. ^ Патент США 4578 793, «Твердотельный неплоский кольцевой лазер с внутренним отражением».
  26. ^ Патент США 4829532, «Пьезоэлектрически настраиваемый оптический резонатор и лазер, использующие его».
  27. ^ Патент США 5,757,831, «Электронное подавление нестабильности оптической обратной связи в твердотельном лазере».
  28. ^ Патент США 6,909,730, «Управление фазовой автоподстройкой частоты лазеров с пассивной модуляцией добротности».
  29. ^ Патент США 5 982 790 «Система для уменьшения изменения энергии от импульса к импульсу в импульсном лазере».
  30. ^ Патент США 4749842 «Кольцевой лазер и способ его изготовления».
  31. ^ Патент США 6320706, «Способ и устройство для позиционирования и фиксации оптического элемента».
  32. ^ Патент США 5,774,488, «Твердотельный лазер с захваченным светом накачки».
  33. ^ Optics.org, «В центре внимания стартапов: Mobius Photonics», 11 апреля 2008 г.
  34. ^ Веб-сайт компании Lumentum, Поиск коммерческих продуктов.