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

Prenumeruokite mūsų socialinę žiniasklaidą, kad gautumėte greitus įrašus

Kas yra lazerio stiprinimo terpė?

Lazerio stiprinimo terpė yra medžiaga, kuri sustiprina šviesą stimuliuojama spinduliuote. Kai terpės atomai ar molekulės sužadinami iki aukštesnio energijos lygio, grįždami į žemesnės energijos būseną, jie gali skleisti tam tikro bangos ilgio fotonus. Šis procesas sustiprina šviesą, praeinančią per terpę, kuri yra būtina lazerio veikimui.

[Susijęs tinklaraštis:Pagrindiniai lazerio komponentai]

Kokia yra įprasta pelno terpė?

Stiprinimo terpė gali būti įvairi, įskaitantdujų, skysčiai (dažai), kietosios medžiagos(kristalai ar stiklai, legiruoti retųjų žemių ar pereinamųjų metalų jonais), ir puslaidininkiai.Kietojo kūno lazeriai, pavyzdžiui, dažnai naudojami kristalai, tokie kaip Nd: YAG (neodimiu legiruotas itrio aliuminio granatas) arba retųjų žemių elementais legiruoti stiklai. Dažymo lazeriuose naudojami organiniai dažai, ištirpinti tirpikliuose, o dujiniai – 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

pirmiausia yra susiję su jų emisijos bangos ilgiais, energijos perdavimo mechanizmais ir taikymu, ypač naudojant legiruotas lazerines medžiagas.

Emisijos bangos ilgiai:

- Erbis: Erbis paprastai išspinduliuoja 1,55 µm, o tai yra akims saugioje srityje ir labai naudinga telekomunikacijų reikmėms dėl mažo optinių skaidulų nuostolių (Gong ir kt., 2016).

- Yb: Iterbis dažnai skleidžia apie 1,0–1,1 µm, todėl jis tinkamas įvairioms reikmėms, įskaitant didelės galios lazerius ir stiprintuvus. Yb dažnai naudojamas kaip Er jautrintuvas, kad padidintų Er legiruotų prietaisų efektyvumą, perduodant energiją iš Yb į Er.

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

Energijos perdavimo mechanizmai:

- Er ir Yb bendras dopingas: Er ir Yb derinimas pagrindinėje terpėje yra naudingas didinant emisiją 1,5–1,6 µm diapazone. Yb veikia kaip efektyvus Er jautrintuvas, sugerdamas siurblio šviesą ir perduodamas energiją Er jonams, todėl telekomunikacijų juostoje padidėja spinduliuotė. Šis energijos perdavimas yra labai svarbus Er-le legiruotų skaidulinių stiprintuvų (EDFA) veikimui (DK Vysokikh ir kt., 2023).

- Nd: Nd paprastai nereikalauja sensibilizatoriaus, kaip Yb, naudojant Er legiruotą sistemą. Nd efektyvumą lemia tiesioginė siurblio šviesos sugertis ir vėlesnė emisija, todėl ji yra paprasta ir efektyvi lazerio stiprinimo terpė.

Programos:

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

- Yb:Dažnai naudojamas didelės galios įrenginiuose dėl gana paprastos elektroninės struktūros, leidžiančios efektyviai siurbti diodus ir išgauti didelę galią. Yb legiruotos medžiagos taip pat naudojamos siekiant pagerinti Er-legijuotų sistemų veikimą.

- Nd: Puikiai tinka įvairioms reikmėms, nuo pramoninio pjovimo ir suvirinimo iki medicininių lazerių. Nd:YAG lazeriai ypač vertinami dėl efektyvumo, galios ir universalumo.

Kodėl mes pasirinkome Nd:YAG kaip stiprinimo terpę DPSS lazeryje

DPSS lazeris yra lazerio tipas, kuriame naudojama kietojo kūno stiprinimo terpė (pvz., Nd: YAG), pumpuojama puslaidininkiniu lazeriniu diodu. Ši technologija leidžia sukurti kompaktiškus, efektyvius lazerius, galinčius sukurti aukštos kokybės spindulius matomajame ir infraraudonajame spektre. Norėdami gauti išsamų straipsnį, galite apsvarstyti galimybę ieškoti patikimose mokslinėse duomenų bazėse arba leidėjų išsamių apžvalgų apie DPSS lazerinę technologiją.

[Susijęs produktas:Diodu pumpuojamas kietojo kūno lazeris]

Nd:YAG dažnai naudojamas kaip stiprinimo terpė puslaidininkiniuose lazeriniuose moduliuose dėl kelių priežasčių, kaip pabrėžė įvairūs tyrimai:

1. Didelis efektyvumas ir galia: Diodo šoninio pumpavimo Nd:YAG lazerinio modulio dizainas ir modeliavimas parodė didelį efektyvumą, o diodo šoninis Nd:YAG lazeris užtikrina maksimalią vidutinę 220 W galią, išlaikant pastovią impulso energiją plačiame dažnių diapazone. Tai rodo didelį Nd:YAG lazerių efektyvumą ir didelės galios potencialą, kai jie pumpuojami diodais (Lera ir kt., 2016).
2. Veiklos lankstumas ir patikimumas: Įrodyta, kad Nd:YAG keramika efektyviai veikia esant įvairiems bangų ilgiams, įskaitant akims saugius bangos ilgius, ir pasižymi dideliu optiniu-optiniu efektyvumu. Tai rodo Nd:YAG universalumą ir patikimumą, kaip stiprinimo terpę įvairiose lazerio programose (Zhang ir kt., 2013).
3. Ilgaamžiškumas ir sijos kokybė: Labai veiksmingo, diodu pumpuojamo Nd:YAG lazerio tyrimai pabrėžė jo ilgaamžiškumą ir pastovų veikimą, o tai rodo, kad Nd:YAG tinka naudoti, kai reikalingi patvarūs ir patikimi lazerio šaltiniai. Tyrimas pranešė apie ilgesnį veikimą su daugiau nei 4,8 x 10^9 kadrų be optinių pažeidimų, išlaikant puikią spindulio kokybę (Coyle ir kt., 2004).
4. Labai efektyvus nuolatinės bangos veikimas:Tyrimai parodė labai efektyvų nuolatinių bangų (CW) Nd:YAG lazerių veikimą, išryškindami jų, kaip stiprinimo terpės, efektyvumą diodinėmis lazerių sistemose. Tai apima aukšto optinio konversijos efektyvumo ir nuolydžio efektyvumo pasiekimą, dar labiau patvirtinantį Nd:YAG tinkamumą didelio efektyvumo lazeriams (Zhu ir kt., 2013).

Dėl didelio efektyvumo, galios, eksploatacinio lankstumo, patikimumo, ilgaamžiškumo ir puikios spindulio kokybės Nd:YAG yra pageidaujama stiprinimo terpė puslaidininkiniuose lazeriniuose moduliuose, skirtuose įvairioms reikmėms.

Nuoroda

Chang, Y., Su, K., Chang, H. ir Chen, Y. (2009). Kompaktiškas, efektyvus Q perjungiamas akims saugus lazeris, esant 1525 nm bangos ilgiui, su dvigubo galo difuziniu ryšiu sujungtu Nd:YVO4 kristalu, kaip savaiminio Ramano terpe. 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, augimo ir spektroskopinės savybės. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Eksperimentu pagrįstas Er/Yb stiprinimo terpės modelis skaiduliniams 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., & Li, P. (2013). Didelio efektyvumo Nd:YAG keraminis akims saugus lazeris, veikiantis 1442,8 nm. Optikos laiškai, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P. ir Poulios, D. (2004). Veiksmingas, patikimas, ilgaamžis, diodu pumpuojamas Nd:YAG lazeris, skirtas augalijos topografinei altimetrijai kosmose. Taikomoji optika, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D. ir Duan, Y. (2013). Labai efektyvūs nuolatinės bangos Nd:YAG keraminiai lazeriai, esant 946 nm. Lazerinės fizikos laiškai, 10.

Atsisakymas:

Pareiškiame, kad kai kurie mūsų svetainėje rodomi vaizdai yra surinkti iš interneto ir Vikipedijos, siekiant skatinti švietimą ir dalijimąsi informacija. Mes gerbiame visų kūrėjų intelektinės nuosavybės teises. Šių vaizdų naudojimas nėra skirtas komercinei naudai.
Jei manote, kad kuris nors naudojamas turinys pažeidžia jūsų autorių teises, susisiekite su mumis. Esame daugiau nei pasirengę imtis atitinkamų priemonių, įskaitant vaizdų pašalinimą arba tinkamo priskyrimo pateikimą, kad užtikrintume intelektinės nuosavybės įstatymų ir taisyklių laikymąsi. Mūsų tikslas yra išlaikyti platformą, kuri būtų turtinga turinio, būtų sąžininga ir gerbia kitų intelektinės nuosavybės teises.
Prašome susisiekti su mumis šiuo el. pašto adresu:sales@lumispot.cn. Įsipareigojame nedelsiant imtis veiksmų gavę pranešimą ir garantuojame 100% bendradarbiavimą sprendžiant tokias problemas.

Turinys: