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解决方案

SOLUTION

超快激光实验室

高稳定、低能耗的超快激光实验室整体解决方案:
 1.超快激光实验室的重要参数

    ✓  洁净度高

    ✓  温度稳定性

    ✓ 湿度稳定性

    ✓  风速低

    ✓  噪音低

 

 2. 超快激光实验室温度稳定的重要性:
  • 某labs和某port是国际上光学产品的主要供应商。
  • 这两款是这两家公司今年推出据称是最好的镜架,这两张图是稳定性与温度的关系。
  • 结论:温度只要飘,镜架一定飘,光路一定飘。
3. 超快激光实验室湿度稳定的重要性(1)

       光学界可能是最好的光学平台,某port公司的RS4000系列。为了获得更稳定的性能,侧面使用了木头(原因:木头轻,且强度高,可以提高平台的固有频率),但是木头对湿度比较敏感,湿度大会影响光学平台的稳定性。  

RS4000

        超快激光器内要使用到光栅,来压缩脉宽。光栅的效率非常依赖湿度,湿度高会降低光栅效率,在高功率下,湿度高也更容易造成光栅损坏。所以,激光器内部会安装有干燥剂,在洁净间干燥的情况下,进一步干燥。也不是越干燥越好,太干燥了,比如小于10%,容易产生静电(所以很多洁净间要铺防静电地板,具体是PVC材料地板,地板下铺设铜网)。另外,在强激光下,如果房间洁净度不高的情况下,静电容易造成镜面粘灰。

4. 光学平台上的风速的重要性:

       为了避免风吹激光器和镜子,激光实验室普遍在平台上方安置了板来阻挡风,甚至放一些电源。

        缺点:

  • 没有干净的风吹平台,平台上的洁净度会变差;

  • 放置发热源,会带来平台上温度不稳定。

        这两张图想说明的是为什么要尽量铺满高效过滤。实现的就是层流(左图),而不是湍流(右图)。又因为满铺高效过滤后,由于出风面积变大了,同等风量情况下,风速就降低了。我们实际情况下,可以实现风速小于0.3 m/s。这个风速对应的,层高2.6m,光学平台0.8m,风从天花板吹到平台上需要6s,完全不会影响镜子。 0.3m/s的风速,刚刚能吹动烟。如果对风速要求不太高的情况,比如允许风速到0.5m/s,桌面的洁净度可以达到百级。                                                                                                                                                                    我们采用密布高效过滤器的做法,不仅实现了桌面百级的洁净度,而且减小了风速<0.3 m/s (从天花板吹到到桌面要花5秒钟以上)。

参考来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Cleanroom

     5. 与传统洁净间的性能比较:

          能耗和维护费:

  • 由于采用普通风管空调,不需要占据室内地面面积(空调内机直接放在洁净间上层);
  • 由于采用变频空调,根据季节可以多档控制致冷量输出,达到节约能耗的目的;据估算,一个60平米的洁净间,新型洁净间可以比传统用所谓恒温恒湿空调的洁净间节约电费约5-10万元/年;
  • 由于回风通道在施工中会密封所有掉灰的墙面和角落,以及进新风口会使用中高效过滤预处理(并且严格控制好新风量),减少了整个超净间的颗粒污染源,延长高效过滤的使用寿命。保守5年不用换高效过滤,粗略估计正常使用情况下可达10年更换周期。