Naujienos – kodėl DPSS lazeryje kaip stiprinimo terpę naudojame Nd:YAG kristalą?

Prenumeruokite mūsų socialinius tinklus, kad gautumėte skubius įrašus

Kas yra lazerinio stiprinimo terpė?

Lazerio stiprinimo terpė yra medžiaga, kuri stiprina šviesą stimuliuojamos emisijos būdu. Kai terpės atomai arba molekulės sužadinami iki aukštesnių energijos lygių, grįždami į žemesnės energijos būseną, jie gali skleisti tam tikro bangos ilgio fotonus. Šis procesas sustiprina per terpę praeinančią šviesą, o tai yra labai svarbu lazerio veikimui.

[Susijęs tinklaraštis:Pagrindiniai lazerio komponentai]

Koks yra įprastas stiprinimo vidurkis?

Stiprinimo terpė gali būti įvairi, įskaitantdujų, skysčiai (dažai), kietos medžiagos(kristalai arba stiklai, legiruoti retųjų žemių arba pereinamųjų metalų jonais) ir puslaidininkiai.Kietojo kūno lazeriaiPavyzdžiui, dažnai naudojami tokie kristalai kaip Nd:YAG (neodimiu legiruotas itrio aliuminio granatas) arba retųjų žemių elementais legiruoti stiklai. Dažų lazeriuose naudojami organiniai dažikliai, ištirpinti tirpikliuose, o dujų lazeriuose – dujos arba dujų mišiniai.

Lazeriniai strypai (iš kairės į dešinę): rubinas, aleksandritas, Er:YAG, Nd:YAG

Nd (neodimio), Er (erbio) ir Yb (iterbio) kaip stiprinimo terpių skirtumai

daugiausia susiję su jų emisijos bangos ilgiais, energijos perdavimo mechanizmais ir pritaikymu, ypač legiruotų lazerinių medžiagų kontekste.

Emisijos bangos ilgiai:

- Er: Erbis paprastai spinduliuoja 1,55 µm bangos ilgiu, kuris yra akims saugioje srityje ir labai naudingas telekomunikacijų srityje dėl mažų nuostolių optinėse skaidulose (Gong ir kt., 2016).

- Yb: Iterbis dažnai spinduliuoja apie 1,0–1,1 µm spinduliuotę, todėl tinka įvairiems pritaikymams, įskaitant didelės galios lazerius ir stiprintuvus. Yb dažnai naudojamas kaip Er jautrinanti medžiaga, siekiant padidinti Er legiruotų prietaisų efektyvumą, perduodant energiją iš Yb į Er.

- Nd: Neodimiu legiruotos medžiagos paprastai skleidžia apie 1,06 µm. Pavyzdžiui, Nd:YAG yra žinomas dėl savo efektyvumo ir yra plačiai naudojamas tiek pramoniniuose, tiek medicininiuose lazeriuose (Y. Chang ir kt., 2009).

Energijos perdavimo mechanizmai:

- Er ir Yb bendras legiravimas: Er ir Yb bendras legiravimas pagrindinėje terpėje yra naudingas siekiant padidinti emisiją 1,5–1,6 µm diapazone. Yb veikia kaip efektyvus Er jautriklis, sugerdamas kaupinimo šviesą ir perduodamas energiją Er jonams, todėl sustiprinama emisija telekomunikacijų diapazone. Šis energijos perdavimas yra labai svarbus Er legiruotų šviesolaidinių stiprintuvų (EDFA) veikimui (DK Vysokikh ir kt., 2023).

- Nd: Er legiruotose sistemose Nd paprastai nereikia sensibilizatoriaus, tokio kaip Yb. Nd efektyvumas priklauso nuo tiesioginės siurblio šviesos absorbcijos ir vėlesnės emisijos, todėl tai yra paprasta ir efektyvi lazerio stiprinimo terpė.

Paraiškos:

- Er:Daugiausia naudojamas telekomunikacijose dėl 1,55 µm emisijos, kuri sutampa su silicio optinių skaidulų minimalių nuostolių langu. Er legiruotos stiprinimo terpės yra labai svarbios optiniams stiprintuvams ir lazeriams tolimojo nuotolio šviesolaidinio ryšio sistemose.

- Yb:Dažnai naudojamas didelės galios taikymuose dėl gana paprastos elektroninės struktūros, leidžiančios efektyviai valdyti diodų kaupinimą ir didelę išėjimo galią. Yb legiruotos medžiagos taip pat naudojamos Er legiruotų sistemų našumui pagerinti.

- NdPuikiai tinka įvairiems tikslams – nuo pramoninio pjovimo ir suvirinimo iki medicininių lazerių. Nd:YAG lazeriai ypač vertinami dėl savo efektyvumo, galios ir universalumo.

Kodėl DPSS lazeriui pasirinkome Nd:YAG kaip stiprinimo terpę?

DPSS lazeris yra lazerio tipas, kuriame naudojama kietojo kūno stiprinimo terpė (pvz., Nd: YAG), kaupinama puslaidininkinio lazerinio diodo. Ši technologija leidžia naudoti kompaktiškus, efektyvius lazerius, galinčius sukurti aukštos kokybės spindulius matomoje ir infraraudonojoje spektro srityse. Išsamesnį straipsnį galite rasti patikimose mokslinėse duomenų bazėse arba leidyklose, kuriose pateikiamos išsamios DPSS lazerių technologijos apžvalgos.

[Susijęs produktas:Diodu kaupinamas kietojo kūno lazeris]

Nd:YAG dažnai naudojamas kaip stiprinimo terpė puslaidininkiniais kaupinamais lazeriniais moduliais dėl kelių priežasčių, kaip pabrėžiama įvairiuose tyrimuose:

1. Didelis efektyvumas ir galiaDiodinio šoninio kaupinimo Nd:YAG lazerio modulio konstrukcija ir modeliavimas parodė didelį efektyvumą: diodinis šoninio kaupinimo Nd:YAG lazeris užtikrino maksimalią 220 W vidutinę galią, išlaikant pastovią energiją impulsui plačiame dažnių diapazone. Tai rodo didelį Nd:YAG lazerių efektyvumą ir potencialą pasiekti didelę galią, kai juos kaupina diodai (Lera ir kt., 2016).
2. Veiklos lankstumas ir patikimumasĮrodyta, kad Nd:YAG keramika efektyviai veikia įvairiais bangos ilgiais, įskaitant akims saugius bangos ilgius, ir pasižymi dideliu optiniu efektyvumu. Tai rodo Nd:YAG universalumą ir patikimumą kaip stiprinimo terpės įvairiose lazerių taikymo srityse (Zhang ir kt., 2013).
3. Ilgaamžiškumas ir spindulio kokybėTyrimai, atlikti su labai efektyviu diodiniu kaupinimu veikiančiu Nd:YAG lazeriu, pabrėžė jo ilgaamžiškumą ir pastovų veikimą, nurodydami Nd:YAG tinkamumą taikymams, kuriems reikalingi patvarūs ir patikimi lazerio šaltiniai. Tyrime pranešta apie ilgalaikį veikimą, atliekant daugiau nei 4,8 x 10^9 kadrų be optinės žalos, išlaikant puikią spindulio kokybę (Coyle ir kt., 2004).
4. Labai efektyvus nuolatinės bangos veikimas:Tyrimai parodė labai efektyvų Nd:YAG lazerių nuolatinės bangos (CW) veikimą, pabrėžiant jų, kaip stiprinimo terpės, efektyvumą diodiniu kaupinimu veikiančiose lazerinėse sistemose. Tai apima didelį optinio konversijos efektyvumą ir nuolydžio efektyvumą, o tai dar labiau patvirtina Nd:YAG tinkamumą didelio efektyvumo lazerių taikymams (Zhu ir kt., 2013).

Dėl didelio efektyvumo, galios, veikimo lankstumo, patikimumo, ilgaamžiškumo ir puikios spindulio kokybės Nd:YAG yra pageidaujama stiprinimo terpė puslaidininkiniais kaupinamais lazeriniais moduliais, skirtais įvairiems taikymams.

Nuoroda

Chang, Y., Su, K., Chang, H. ir Chen, Y. (2009). Kompaktiškas efektyvus, Q jungiklio lazeris, saugus akims, kurio bangos ilgis yra 1525 nm, su dvigubo galo difuzijos būdu sujungtu Nd:YVO4 kristalu kaip saviramaniniu terpiu. Optics Express, 17(6), 4330–4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z. ir Huang, Y. (2016). Er:Yb:KGd(PO3)_4 kristalo, kaip perspektyvios 155 µm lazerio stiprinimo terpės, augimas ir spektroskopinės savybės. Optical Materials Express, 6, 3518–3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV ir Butov, O. (2023). Eksperimentu pagrįstas Er/Yb stiprinimo terpės modelis šviesolaidiniams stiprintuvams ir lazeriams. Amerikos optikos draugijos žurnalas 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). Diodinio šoninio QCW Nd:YAG lazerio stiprinimo profilio ir veikimo modeliavimas. Taikomoji 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. ir Li, P. (2013). Didelio efektyvumo Nd:YAG keraminis akims saugus lazeris, veikiantis esant 1442,8 nm bangos ilgiui. Optics Letters, 38(16), 3075–3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P. ir Poulios, D. (2004). Efektyvus, patikimas, ilgai tarnaujantis diodiniu kaupinimu veikiantis Nd:YAG lazeris, skirtas kosminės augmenijos topografiniam altimetrijai. „Applied Optics“, 43(27), 5236–5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D. ir Duan, Y. (2013). Didelio efektyvumo nuolatinės bangos Nd:YAG keraminiai lazeriai, kurių bangos ilgis yra 946 nm. „Laser Physics Letters“, 10 psl.

Atsakomybės apribojimas:

Pareiškiame, kad kai kurie mūsų svetainėje rodomi vaizdai yra surinkti iš interneto ir Vikipedijos, siekiant skatinti švietimą ir dalijimąsi informacija. Gerbiame visų kūrėjų intelektinės nuosavybės teises. Šių vaizdų naudojimas nėra skirtas komercinei naudai gauti.
Jei manote, kad kuris nors iš panaudoto turinio pažeidžia jūsų autorių teises, susisiekite su mumis. Mes esame pasirengę imtis atitinkamų priemonių, įskaitant vaizdų pašalinimą ar tinkamą priskyrimą, kad užtikrintume intelektinės nuosavybės įstatymų ir kitų teisės aktų laikymąsi. Mūsų tikslas – palaikyti platformą, kurioje gausu turinio, kuri būtų sąžininga ir gerbtų kitų intelektinės nuosavybės teises.
Prašome susisiekti su mumis šiuo el. pašto adresu:sales@lumispot.cnĮsipareigojame nedelsdami imtis veiksmų gavę bet kokį pranešimą ir garantuojame 100 % bendradarbiavimą sprendžiant tokias problemas.

Turinys：