Jaunumi - Kāpēc mēs izmantojam Nd: YAG kristālu kā pastiprināšanas līdzekli DPSS lāzerā?

Abonējiet mūsu sociālo mediju, lai saņemtu tūlītēju ziņu

Kas ir lāzera pastiprināšanas līdzeklis?

Lāzera pastiprināšanas vide ir materiāls, kas pastiprina gaismu ar stimulētu emisiju. Kad barotnes atomi vai molekulas tiek ierosinātas līdz augstākam enerģijas līmenim, tie var izstarot noteikta viļņa garuma fotonus, atgriežoties zemākas enerģijas stāvoklī. Šis process pastiprina gaismu, kas iet caur barotni, kas ir būtiska lāzera darbībai.

[Saistīts emuārs:Lāzera galvenās sastāvdaļas]

Kas ir parastais peļņas vidējais?

Pastiprinājuma vide var būt dažāda, ieskaitotgāzes, šķidrumi (krāsvielas), cietvielas(kristāli vai stikli, kas leģēti ar retzemju vai pārejas metālu joniem), un pusvadītāji.Cietvielu lāzeri, piemēram, bieži izmanto kristālus, piemēram, Nd: YAG (ar neodīmu leģētu itrija alumīnija granātu) vai brilles, kas leģētas ar retzemju elementiem. Krāsu lāzeri izmanto organiskās krāsvielas, kas izšķīdinātas šķīdinātājos, un gāzes lāzeri izmanto gāzes vai gāzu maisījumus.

Lāzera stieņi (no kreisās uz labo): Rubīns, Aleksandrīts, Er:YAG, Nd:YAG

Atšķirības starp Nd (neodīms), Er (erbijs) un Yb (iterbijs) kā pastiprināšanas barotnes

galvenokārt attiecas uz to emisijas viļņu garumiem, enerģijas pārneses mehānismiem un lietojumiem, jo īpaši saistībā ar leģētiem lāzera materiāliem.

Emisijas viļņu garumi:

- Erbijs parasti izstaro 1,55 µm, kas ir acīm drošā zonā un ir ļoti noderīgs telekomunikāciju lietojumos, jo tam ir mazs optisko šķiedru zudums (Gong et al., 2016).

- Yb: iterbijs bieži izstaro aptuveni 1,0 līdz 1,1 µm, padarot to piemērotu plašam lietojumu klāstam, tostarp lieljaudas lāzeriem un pastiprinātājiem. Yb bieži izmanto kā Er sensibilizatoru, lai uzlabotu ar Er leģētu ierīču efektivitāti, pārnesot enerģiju no Yb uz Er.

- Nd: ar neodīmu leģēti materiāli parasti izstaro aptuveni 1,06 µm. Piemēram, Nd:YAG ir slavens ar savu efektivitāti un tiek plaši izmantots gan rūpnieciskajos, gan medicīniskajos lāzeros (Y. Chang et al., 2009).

Enerģijas pārneses mehānismi:

- Er un Yb kopdopings: Er un Yb kopīgā dopinga barotnē ir labvēlīga, lai uzlabotu emisiju 1,5–1,6 µm diapazonā. Yb darbojas kā efektīvs Er sensibilizators, absorbējot sūkņa gaismu un nododot enerģiju Er joniem, izraisot pastiprinātu emisiju telekomunikāciju joslā. Šī enerģijas pārnešana ir ļoti svarīga ar Er-leģētu šķiedru pastiprinātāju (EDFA) darbībai (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: ar Er leģētām sistēmām Nd parasti nav nepieciešams sensibilizators, piemēram, Yb. Nd efektivitāte ir iegūta no tā tiešās sūkņa gaismas absorbcijas un sekojošās emisijas, padarot to par vienkāršu un efektīvu lāzera pastiprināšanas līdzekli.

Lietojumprogrammas:

- Er:Galvenokārt izmanto telekomunikācijās, jo tā emisija pie 1,55 µm, kas sakrīt ar silīcija dioksīda optisko šķiedru minimālo zudumu logu. Er-leģēti pastiprinājuma nesēji ir ļoti svarīgi optiskajiem pastiprinātājiem un lāzeriem tālsatiksmes optisko šķiedru sakaru sistēmās.

- Yb:Bieži izmanto lielas jaudas lietojumos, jo tā ir salīdzinoši vienkārša elektroniskā struktūra, kas nodrošina efektīvu diodes sūknēšanu un lielu jaudu. Ar Yb leģēti materiāli tiek izmantoti arī, lai uzlabotu ar Er leģētu sistēmu veiktspēju.

- Nd: labi piemērots plašam lietojumu klāstam, sākot no rūpnieciskās griešanas un metināšanas līdz medicīniskiem lāzeriem. Nd:YAG lāzeri tiek īpaši novērtēti to efektivitātes, jaudas un daudzpusības dēļ.

Kāpēc mēs izvēlējāmies Nd:YAG kā pastiprināšanas līdzekli DPSS lāzerā

DPSS lāzers ir lāzera veids, kas izmanto cietvielu pastiprināšanas vidi (piemēram, Nd: YAG), ko sūknē pusvadītāju lāzera diode. Šī tehnoloģija nodrošina kompaktus, efektīvus lāzerus, kas spēj radīt augstas kvalitātes starus no redzamā līdz infrasarkanajam spektram. Lai iegūtu detalizētu rakstu, varat apsvērt iespēju meklēt cienījamās zinātniskās datubāzēs vai izdevējos, lai iegūtu visaptverošus pārskatus par DPSS lāzertehnoloģiju.

[Saistīts produkts:Diodes sūknēts cietvielu lāzers]

Nd:YAG bieži izmanto kā pastiprināšanas līdzekli pusvadītāju sūknējamos lāzera moduļos vairāku iemeslu dēļ, kā norādīts dažādos pētījumos:

1.High Efficiency and Power Output: Diodes sānu sūknētā Nd:YAG lāzera moduļa dizains un simulācijas demonstrēja ievērojamu efektivitāti, ar diodes sānu sūknējamu Nd:YAG lāzeru, kas nodrošina maksimālo vidējo jaudu 220 W, vienlaikus saglabājot nemainīgu enerģiju uz vienu impulsu plašā frekvenču diapazonā. Tas norāda uz Nd:YAG lāzeru augsto efektivitāti un lielas jaudas izejas potenciālu, ja tos sūknē ar diodēm (Lera et al., 2016).
2. Darbības elastība un uzticamība: Ir pierādīts, ka Nd:YAG keramika efektīvi darbojas dažādos viļņu garumos, tostarp acu drošiem viļņu garumiem, ar augstu optisko-optisko efektivitāti. Tas parāda Nd:YAG daudzpusību un uzticamību kā pastiprināšanas līdzekli dažādos lāzera lietojumos (Zhang et al., 2013).
3. Ilgmūžība un staru kvalitāte: Pētījumi par ļoti efektīvu, ar diodes sūknētu Nd:YAG lāzeru uzsvēra tā ilgmūžību un konsekventu veiktspēju, norādot uz Nd:YAG piemērotību lietojumiem, kuros nepieciešami izturīgi un uzticami lāzera avoti. Pētījumā tika ziņots par pagarinātu darbību ar vairāk nekā 4,8 x 10^9 kadriem bez optiskiem bojājumiem, saglabājot izcilu staru kūļa kvalitāti (Coyle et al., 2004).
4. Ļoti efektīva nepārtraukta viļņa darbība:Pētījumi ir parādījuši ļoti efektīvu Nd:YAG lāzeru nepārtraukto viļņu (CW) darbību, uzsverot to efektivitāti kā pastiprināšanas līdzekli diodes sūknētās lāzeru sistēmās. Tas ietver augstas optiskās konversijas efektivitātes un slīpuma efektivitātes sasniegšanu, vēl vairāk apliecinot Nd:YAG piemērotību augstas efektivitātes lāzera lietojumiem (Zhu et al., 2013).

Augstas efektivitātes, jaudas, darbības elastības, uzticamības, ilgmūžības un izcilas staru kūļa kvalitātes kombinācija padara Nd:YAG par vēlamo pastiprināšanas līdzekli pusvadītāju sūknējamos lāzera moduļos plašam lietojumu klāstam.

Atsauce

Chang, Y., Su, K., Chang, H. un Chen, Y. (2009). Kompakts, efektīvs Q-switched acīm drošs lāzers pie 1525 nm ar dubultgalu difūzijas savienojumu Nd:YVO4 kristālu kā paš-Raman vidi. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z. un Huang, Y. (2016). Er:Yb:KGd(PO3)_4 kristāla augšanas un spektroskopiskās īpašības kā daudzsološa 155 µm lāzera pastiprināšanas barotne. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofenenko, AV, & Butov, O. (2023). Uz eksperimentiem balstīts Er/Yb pastiprināšanas vides modelis šķiedru pastiprinātājiem un lāzeriem. Amerikas Optiskās biedrības žurnāls B.

Lera, R., Valle-Brozas, F., Torres-Peiró, S., Ruiz-de-la-Cruz, A., Galán, M., Bellido, P., Seimetz, M., Benlloch, J., & Roso, L. (2016). Diodes sānu sūknētā QCW Nd:YAG lāzera pastiprinājuma profila un veiktspējas simulācijas. Lietišķā optika, 55(33), 9573-9576.

Džans, H., Čens, X., Vans, K., Džans, K., Čans, Dž., Gao, L., Šens, H., Kongs, Z., Liu, Z., Tao, X. & Li, P. (2013). Augstas efektivitātes Nd:YAG keramiskais acīm drošs lāzers, kas darbojas pie 1442,8 nm. Optikas vēstules, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P. un Poulios, D. (2004). Efektīvs, uzticams, ilgmūžīgs, ar diodes sūknēts Nd:YAG lāzers kosmosa veģetācijas topogrāfiskajai altimetrijai. Lietišķā optika, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D. un Duan, Y. (2013). Ļoti efektīvi nepārtraukta viļņa Nd:YAG keramikas lāzeri pie 946 nm. Laser Physics Letters, 10.

Atruna:

Ar šo mēs paziņojam, ka daži no mūsu vietnē redzamajiem attēliem ir savākti no interneta un Vikipēdijas, lai veicinātu izglītību un informācijas apmaiņu. Mēs cienām visu satura veidotāju intelektuālā īpašuma tiesības. Šo attēlu izmantošana nav paredzēta komerciāla labuma gūšanai.
Ja uzskatāt, ka kāds no izmantotā satura pārkāpj jūsu autortiesības, lūdzu, sazinieties ar mums. Mēs esam vairāk nekā gatavi veikt atbilstošus pasākumus, tostarp noņemt attēlus vai nodrošināt atbilstošu attiecinājumu, lai nodrošinātu atbilstību intelektuālā īpašuma likumiem un noteikumiem. Mūsu mērķis ir uzturēt platformu, kas ir bagāta ar saturu, godīga un respektē citu personu intelektuālā īpašuma tiesības.
Lūdzu, sazinieties ar mums uz šo e-pasta adresi:sales@lumispot.cn. Mēs apņemamies nekavējoties rīkoties pēc jebkura paziņojuma saņemšanas un garantējam 100% sadarbību šādu problēmu risināšanā.

Satura rādītājs: