Jaunumi — kāpēc DPSS lāzerā kā pastiprināšanas vidi izmantojam Nd:YAG kristālu?

Abonējiet mūsu sociālos tīklus, lai saņemtu tūlītējus ierakstus

Kas ir lāzera pastiprinājuma vide?

Lāzera pastiprināšanas vide ir materiāls, kas pastiprina gaismu ar stimulētu emisiju. Kad vides atomi vai molekulas tiek ierosinātas līdz augstākam enerģijas līmenim, tās, atgriežoties zemākā enerģijas stāvoklī, var izstarot noteikta viļņa garuma fotonus. Šis process pastiprina caur vidi plūstošo gaismu, kas ir lāzera darbības pamatā.

[Saistīts emuārs:Lāzera galvenās sastāvdaļas]

Kāds ir parastais pastiprinājuma līdzeklis?

Pastiprināšanas līdzekli var mainīt, ieskaitotgāzes, šķidrumi (krāsvielas), cietvielas(kristāli vai stikli, kas leģēti ar retzemju vai pārejas metālu joniem), un pusvadītāji.Cietvielu lāzeriPiemēram, bieži izmanto tādus kristālus kā Nd:YAG (ar neodīmu leģēts itrija alumīnija granāts) vai stiklus, kas leģēti 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 (neodīmu), Er (erbiju) un Yb (iterbiju) kā pastiprināšanas vidēm

galvenokārt attiecas uz to emisijas viļņu garumiem, enerģijas pārneses mehānismiem un pielietojumu, īpaši leģētu lāzermateriālu kontekstā.

Emisijas viļņu garumi:

- Er: Erbijs parasti izstaro 1,55 µm, kas ir acīm drošā diapazonā un ir ļoti noderīgs telekomunikāciju lietojumprogrammās, pateicoties tā zemajiem zudumiem optiskajās šķiedrās (Gong et al., 2016).

- Yb: Iterbijs bieži izstaro aptuveni 1,0 līdz 1,1 µm, padarot to piemērotu plašam pielietojumu klāstam, tostarp lieljaudas lāzeriem un pastiprinātājiem. Yb bieži tiek izmantots kā Er sensibilizators, 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 pazīstams ar savu efektivitāti un tiek plaši izmantots gan rūpnieciskajos, gan medicīniskajos lāzeros (Y. Chang et al., 2009).

Enerģijas pārneses mehānismi:

- Er un Yb kodopings: Er un Yb kodopings saimnieka vidē ir labvēlīgs emisijas uzlabošanai 1,5–1,6 µm diapazonā. Yb darbojas kā efektīvs Er sensibilizators, absorbējot sūkņa gaismu un pārnesot enerģiju uz Er joniem, kā rezultātā tiek pastiprināta emisija telekomunikāciju joslā. Šī enerģijas pārnešana ir ļoti svarīga Er dopētu šķiedru pastiprinātāju (EDFA) darbībai (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Er-dopētās sistēmās Nd parasti nav nepieciešams sensibilizators, piemēram, Yb. Nd efektivitāte ir saistīta ar tā tiešu sūkņa gaismas absorbciju un sekojošu emisiju, padarot to par vienkāršu un efektīvu lāzera pastiprināšanas vidi.

Lietojumi:

- Ēē:Galvenokārt izmanto telekomunikācijās, pateicoties tā emisijai 1,55 µm, kas sakrīt ar silīcija dioksīda optisko šķiedru minimālo zudumu logu. Ar Er leģēti pastiprināšanas līdzekļi ir kritiski svarīgi optiskajiem pastiprinātājiem un lāzeriem tālsatiksmes šķiedru optikas sakaru sistēmās.

- Yb:Bieži izmanto lieljaudas lietojumos, pateicoties tā relatīvi vienkāršajai elektroniskajai struktūrai, kas nodrošina efektīvu diodes pumpēšanu un lielu jaudas izvadi. Ar Yb leģēti materiāli tiek izmantoti arī, lai uzlabotu ar Er leģētu sistēmu veiktspēju.

- NdNd:YAG lāzeri ir labi piemēroti plašam pielietojumu klāstam, sākot no rūpnieciskās griešanas un metināšanas līdz medicīniskajiem lāzeriem. Nd:YAG lāzeri ir īpaši novērtēti to efektivitātes, jaudas un daudzpusības dēļ.

Kāpēc mēs izvēlējāmies Nd:YAG kā pastiprināšanas vidi DPSS lāzerā?

DPSS lāzers ir lāzera veids, kas izmanto cietvielu pastiprināšanas vidi (piemēram, Nd:YAG), ko sūknē pusvadītāju lāzera diode. Šī tehnoloģija ļauj izveidot kompaktus, efektīvus lāzerus, kas spēj radīt augstas kvalitātes starus redzamajā līdz infrasarkanajā spektrā. Lai iegūtu detalizētu rakstu, varat meklēt cienījamās zinātniskās datubāzēs vai izdevniecībās, lai atrastu visaptverošus pārskatus par DPSS lāzertehnoloģiju.

[Saistīts produkts:Diodes sūknēts cietvielu lāzers]

Nd:YAG bieži tiek izmantots kā pastiprināšanas vide pusvadītāju sūknējamos lāzera moduļos vairāku iemeslu dēļ, kā uzsvērts dažādos pētījumos:

1. Augsta efektivitāte un jaudaDiodes sānu sūknēšanas Nd:YAG lāzera moduļa dizains un simulācijas uzrādīja ievērojamu efektivitāti, diodes sānu sūknēšanas Nd:YAG lāzeram nodrošinot maksimālo vidējo jaudu 220 W, vienlaikus saglabājot nemainīgu enerģiju uz impulsu plašā frekvenču diapazonā. Tas norāda uz Nd:YAG lāzeru augsto efektivitāti un potenciālu lielas jaudas izvadei, ja tos sūknē diodes (Lera et al., 2016).
2. Darbības elastība un uzticamībaIr pierādīts, ka Nd:YAG keramika efektīvi darbojas dažādos viļņu garumos, tostarp acīm drošos viļņu garumos, ar augstu optisko efektivitāti. Tas parāda Nd:YAG daudzpusību un uzticamību kā pastiprināšanas līdzekli dažādos lāzera pielietojumos (Zhang et al., 2013).
3. Ilgmūžība un staru kūļa kvalitātePētījumos par ļoti efektīvu, ar diodēm sūknētu Nd:YAG lāzeru tika uzsvērta tā ilgmūžība un nemainīgā veiktspēja, norādot uz Nd:YAG piemērotību lietojumiem, kuriem nepieciešami izturīgi un uzticami lāzera avoti. Pētījumā tika ziņots par ilgstošu darbību ar vairāk nekā 4,8 x 10^9 šāvieniem bez optiskiem bojājumiem, saglabājot izcilu stara kvalitāti (Coyle et al., 2004).
4. Augstas efektivitātes nepārtrauktas darbības princips:Pētījumi ir pierādījuši Nd:YAG lāzeru ļoti efektīvu nepārtrauktas darbības režīmu, izceļot to efektivitāti kā pastiprināšanas vidi diodes sūknējamās lāzersistēmās. Tas ietver augstas optiskās konversijas efektivitātes un slīpuma efektivitātes sasniegšanu, kas vēl vairāk apliecina Nd:YAG piemērotību augstas efektivitātes lāzeru lietojumiem (Zhu et al., 2013).

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

Atsauce

Chang, Y., Su, K., Chang, H. un Chen, Y. (2009). Kompakts, efektīvs Q pārslēdzams, acīm drošs lāzers ar 1525 nm viļņu garumu, kurā kā paš-Ramana vide izmantots divpusējs difūzijas savienots Nd:YVO4 kristāls. 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 augšana un spektroskopiskās īpašības kā daudzsološa 155 µm lāzera pastiprinājuma vide. Optical Materials Express, 6, 3518–3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Er/Yb pastiprināšanas vides eksperimentāls 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.

Zhang, H., Chen, X., Wang, Q., Zhang, X., Chang, J., Gao, L., Shen, H., Cong, Z., Liu, Z., Tao, X., & Li, P. (2013). Augstas efektivitātes Nd:YAG keramikas acīm drošs lāzers, kas darbojas ar 1442,8 nm viļņu garumu. Optics Letters, 38(16), 3075–3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P. un Poulios, D. (2004). Efektīvs, uzticams, ilga kalpošanas laika diodes sūknēts Nd:YAG lāzers kosmosā bāzētai veģetācijas topogrāfiskajai altimetrijai. Applied Optics, 43(27), 5236–5242.

Džu, Hi, Sju, CV, Džans, Dž., Tans, D., Luo, D. un Duans, J. (2013). Augstas efektivitātes nepārtrauktas darbības Nd:YAG keramikas lāzeri ar 946 nm viļņu garumu. Laser Physics Letters, 10. lpp.

Atruna:

Ar šo mēs paziņojam, ka daži no mūsu tīmekļa vietnē redzamajiem attēliem ir apkopoti no interneta un Vikipēdijas ar mērķi veicināt izglītību un informācijas apmaiņu. Mēs respektējam visu veidotāju intelektuālā īpašuma tiesības. Šo attēlu izmantošana nav paredzēta komerciāliem mērķiem.
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 norādīt atbilstošu autorību, 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, izmantojot šo e-pasta adresi:sales@lumispot.cnMēs apņemamies nekavējoties rīkoties pēc jebkura paziņojuma saņemšanas un garantējam 100% sadarbību šādu problēmu risināšanā.

Satura rādītājs：