Ειδήσεις - Γιατί χρησιμοποιούμε κρύσταλλο Nd: YAG ως μέσο απολαβής στο λέιζερ DPSS;

Εγγραφείτε στα Social Media μας για άμεση δημοσίευση

Τι είναι ένα μέσο κέρδους λέιζερ;

Ένα μέσο κέρδους λέιζερ είναι ένα υλικό που ενισχύει το φως με διεγερμένη εκπομπή. Όταν τα άτομα ή τα μόρια του μέσου διεγείρονται σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας, μπορούν να εκπέμπουν φωτόνια συγκεκριμένου μήκους κύματος όταν επιστρέφουν σε χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση. Αυτή η διαδικασία ενισχύει το φως που διέρχεται από το μέσο, το οποίο είναι θεμελιώδες για τη λειτουργία λέιζερ.

[Σχετικό Ιστολόγιο:Βασικά συστατικά του λέιζερ]

Τι είναι το συνηθισμένο μέσο κέρδους;

Το μέσο κέρδους μπορεί να ποικίλλει, συμπεριλαμβανομένωναέρια, υγρά (χρωστικές), στερεά(κρύσταλλοι ή γυαλιά εμποτισμένα με ιόντα σπάνιων γαιών ή μετάλλων μετάπτωσης) και ημιαγωγοί.Λέιζερ στερεάς κατάστασης, για παράδειγμα, χρησιμοποιούν συχνά κρυστάλλους όπως το Nd: YAG (Νεοδύμιο με πρόσμειξη γρανάτη αλουμινίου υττρίου) ή γυαλιά εμποτισμένα με στοιχεία σπάνιων γαιών. Τα λέιζερ βαφής χρησιμοποιούν οργανικές βαφές διαλυμένες σε διαλύτες και τα λέιζερ αερίου χρησιμοποιούν αέρια ή μείγματα αερίων.

Ράβδοι λέιζερ (από αριστερά προς τα δεξιά): Ruby, Alexandrite, Er:YAG, Nd:YAG

Οι διαφορές μεταξύ Nd (νεοδύμιο), Er (Έρβιο) και Yb (Υτέρβιο) ως μέσο κέρδους

σχετίζονται κυρίως με τα μήκη κύματος εκπομπής τους, τους μηχανισμούς μεταφοράς ενέργειας και τις εφαρμογές τους, ιδιαίτερα στο πλαίσιο των υλικών λέιζερ με ντοπάρισμα.

Μήκη κύματος εκπομπής:

- Er: Το έρβιο εκπέμπει συνήθως στα 1,55 μm, το οποίο είναι στην ασφαλή περιοχή για τα μάτια και είναι εξαιρετικά χρήσιμο για τηλεπικοινωνιακές εφαρμογές λόγω της χαμηλής απώλειας σε οπτικές ίνες (Gong et al., 2016).

- Yb: Το υττέρβιο εκπέμπει συχνά περίπου 1,0 έως 1,1 μm, καθιστώντας το κατάλληλο για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων λέιζερ και ενισχυτών υψηλής ισχύος. Το Yb χρησιμοποιείται συχνά ως ευαισθητοποιητής για το Er για να βελτιώσει την απόδοση των συσκευών με Er-doped μεταφέροντας ενέργεια από το Yb στο Er.

- Nd: Τα υλικά με πρόσμιξη νεοδυμίου εκπέμπουν συνήθως περίπου 1,06 μm. Το Nd:YAG, για παράδειγμα, είναι γνωστό για την αποτελεσματικότητά του και χρησιμοποιείται ευρέως τόσο σε βιομηχανικά όσο και σε ιατρικά λέιζερ (Y. Chang et al., 2009).

Μηχανισμοί Μεταφοράς Ενέργειας:

- Συν-ντόπινγκ Er και Yb: Η συν-ντόπινγκ των Er και Yb σε ένα μέσο ξενιστή είναι ευεργετική για την ενίσχυση της εκπομπής στην περιοχή 1,5-1,6 μm. Το Yb δρα ως αποτελεσματικός ευαισθητοποιητής για το Er απορροφώντας το φως της αντλίας και μεταφέροντας ενέργεια στα ιόντα Er, οδηγώντας σε ενισχυμένη εκπομπή στη ζώνη των τηλεπικοινωνιών. Αυτή η μεταφορά ενέργειας είναι κρίσιμης σημασίας για τη λειτουργία ενισχυτών ινών με ντοπαρισμένο Er-doped (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Το Nd δεν απαιτεί συνήθως έναν ευαισθητοποιητή όπως το Yb σε συστήματα Er-doped. Η απόδοση του Nd προέρχεται από την άμεση απορρόφηση του φωτός της αντλίας και την επακόλουθη εκπομπή, καθιστώντας το ένα απλό και αποτελεσματικό μέσο κέρδους λέιζερ.

Εφαρμογές:

- Ε:Χρησιμοποιείται κυρίως στις τηλεπικοινωνίες λόγω της εκπομπής του στα 1,55 μm, που συμπίπτει με το παράθυρο ελάχιστης απώλειας οπτικών ινών πυριτίου. Τα μέσα απολαβής Er-doped είναι κρίσιμα για οπτικούς ενισχυτές και λέιζερ σε συστήματα επικοινωνίας οπτικών ινών μεγάλων αποστάσεων.

- Yb:Χρησιμοποιείται συχνά σε εφαρμογές υψηλής ισχύος λόγω της σχετικά απλής ηλεκτρονικής δομής του που επιτρέπει την αποτελεσματική άντληση διόδων και την υψηλή απόδοση ισχύος. Υλικά με πρόσμειξη Yb χρησιμοποιούνται επίσης για τη βελτίωση της απόδοσης των συστημάτων Er-doped.

- Nd: Κατάλληλο για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από βιομηχανική κοπή και συγκόλληση έως ιατρικά λέιζερ. Τα λέιζερ Nd:YAG εκτιμώνται ιδιαίτερα για την αποτελεσματικότητα, την ισχύ και την ευελιξία τους.

Γιατί επιλέξαμε το Nd:YAG ως μέσο απολαβής στο λέιζερ DPSS

Το λέιζερ DPSS είναι ένας τύπος λέιζερ που χρησιμοποιεί ένα μέσο απολαβής στερεάς κατάστασης (όπως Nd: YAG) που αντλείται από μια δίοδο λέιζερ ημιαγωγών. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει συμπαγή, αποτελεσματικά λέιζερ ικανά να παράγουν δέσμες υψηλής ποιότητας στο φάσμα ορατού προς υπέρυθρο. Για ένα λεπτομερές άρθρο, μπορείτε να εξετάσετε το ενδεχόμενο αναζήτησης μέσω αξιόπιστων επιστημονικών βάσεων δεδομένων ή εκδοτών για ολοκληρωμένες κριτικές σχετικά με την τεχνολογία λέιζερ DPSS.

[Σχετικό προϊόν:Λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλία διόδου]

Το Nd:YAG χρησιμοποιείται συχνά ως μέσο κέρδους σε μονάδες λέιζερ που αντλούνται από ημιαγωγούς για διάφορους λόγους, όπως τονίζεται από διάφορες μελέτες:

1. Υψηλή απόδοση και ισχύς εξόδου: Ο σχεδιασμός και οι προσομοιώσεις μιας μονάδας λέιζερ Nd:YAG με πλευρική άντληση διόδου έδειξαν σημαντική απόδοση, με ένα λέιζερ Nd:YAG με πλευρική άντληση διόδου να παρέχει μέγιστη μέση ισχύ 220 W διατηρώντας σταθερή ενέργεια ανά παλμό σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Αυτό υποδεικνύει την υψηλή απόδοση και τη δυνατότητα για υψηλή απόδοση ισχύος των λέιζερ Nd:YAG όταν αντλούνται από διόδους (Lera et al., 2016).
2.Λειτουργική ευελιξία και αξιοπιστία: Τα κεραμικά Nd:YAG έχουν αποδειχθεί ότι λειτουργούν αποτελεσματικά σε διάφορα μήκη κύματος, συμπεριλαμβανομένων των μηκών κύματος που είναι ασφαλή για τα μάτια, με υψηλή οπτική σε οπτική απόδοση. Αυτό καταδεικνύει την ευελιξία και την αξιοπιστία του Nd:YAG ως μέσο κέρδους σε διαφορετικές εφαρμογές λέιζερ (Zhang et al., 2013).
3.Μακροζωία και ποιότητα δέσμης: Έρευνα σχετικά με ένα υψηλής απόδοσης, αντλίας διόδου, λέιζερ Nd:YAG τόνισε τη μακροζωία και τη σταθερή απόδοσή του, υποδεικνύοντας την καταλληλότητα του Nd:YAG για εφαρμογές που απαιτούν ανθεκτικές και αξιόπιστες πηγές λέιζερ. Η μελέτη ανέφερε εκτεταμένη λειτουργία με περισσότερες από 4,8 x 10^9 βολές χωρίς οπτική βλάβη, διατηρώντας εξαιρετική ποιότητα δέσμης (Coyle et al., 2004).
4. Εξαιρετικά αποτελεσματική λειτουργία συνεχούς κυμάτων:Μελέτες έχουν δείξει την εξαιρετικά αποδοτική λειτουργία συνεχών κυμάτων (CW) των λέιζερ Nd:YAG, υπογραμμίζοντας την αποτελεσματικότητά τους ως μέσο κέρδους σε συστήματα λέιζερ με αντλία διόδου. Αυτό περιλαμβάνει την επίτευξη υψηλών αποδόσεων οπτικής μετατροπής και απόδοσης κλίσης, επιβεβαιώνοντας περαιτέρω την καταλληλότητα του Nd:YAG για εφαρμογές λέιζερ υψηλής απόδοσης (Zhu et al., 2013).

Ο συνδυασμός υψηλής απόδοσης, ισχύος εξόδου, λειτουργικής ευελιξίας, αξιοπιστίας, μακροζωίας και εξαιρετικής ποιότητας δέσμης καθιστά το Nd:YAG ένα προτιμώμενο μέσο κέρδους σε μονάδες λέιζερ με αντλία ημιαγωγών για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.

Αναφορά

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Συμπαγές αποδοτικό Q-switched ασφαλές για τα μάτια λέιζερ στα 1525 nm με κρύσταλλο Nd:YVO4 με δεσμό διπλού άκρου ως μέσο self-Raman. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Ανάπτυξη και φασματοσκοπικές ιδιότητες του κρυστάλλου Er:Yb:KGd(PO3)_4 ως ένα πολλά υποσχόμενο μέσο κέρδους λέιζερ 155 μm. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Πειραματικό μοντέλο μέσου απολαβής Er/Yb για ενισχυτές ινών και λέιζερ. Εφημερίδα της Οπτικής Εταιρείας της Αμερικής Β.

Lera, R., Valle-Brozas, F., Torres-Peiró, S., Ruiz-de-la-Cruz, A., Galán, M., Bellido, P., Seimetz, M., Benlloch, J., & Roso, L. (2016). Προσομοιώσεις του προφίλ απολαβής και της απόδοσης ενός λέιζερ QCW Nd:YAG με πλευρική αντλία διόδου. Applied Optics, 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). Κεραμικό λέιζερ υψηλής απόδοσης Nd:YAG, ασφαλές για τα μάτια, που λειτουργεί στα 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Αποτελεσματικό, αξιόπιστο, μεγάλης διάρκειας ζωής, αντλούμενο από διόδους λέιζερ Nd:YAG για τοπογραφική υψομετρία βλάστησης στο διάστημα. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Υψηλής απόδοσης κεραμικά λέιζερ συνεχούς κύματος Nd:YAG στα 946 nm. Γράμματα φυσικής λέιζερ, 10.

Αρνηση:

Με το παρόν δηλώνουμε ότι ορισμένες από τις εικόνες που εμφανίζονται στον ιστότοπό μας συλλέγονται από το Διαδίκτυο και τη Wikipedia, με στόχο την προώθηση της εκπαίδευσης και της ανταλλαγής πληροφοριών. Σεβόμαστε τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας όλων των δημιουργών. Η χρήση αυτών των εικόνων δεν προορίζεται για εμπορικό κέρδος.
Εάν πιστεύετε ότι οποιοδήποτε από το περιεχόμενο που χρησιμοποιείται παραβιάζει τα πνευματικά σας δικαιώματα, επικοινωνήστε μαζί μας. Είμαστε περισσότερο από πρόθυμοι να λάβουμε τα κατάλληλα μέτρα, συμπεριλαμβανομένης της αφαίρεσης εικόνων ή της παροχής κατάλληλης απόδοσης, για να διασφαλίσουμε τη συμμόρφωση με τους νόμους και τους κανονισμούς περί πνευματικής ιδιοκτησίας. Στόχος μας είναι να διατηρήσουμε μια πλατφόρμα πλούσια σε περιεχόμενο, δίκαιη και σέβεται τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας των άλλων.
Επικοινωνήστε μαζί μας στην ακόλουθη διεύθυνση email:sales@lumispot.cn. Δεσμευόμαστε να λάβουμε άμεσα μέτρα μόλις λάβουμε οποιαδήποτε ειδοποίηση και εγγυόμαστε 100% συνεργασία για την επίλυση τέτοιων ζητημάτων.

Πίνακας Περιεχομένων: