Przedstawiamy „duszę” laserów na ciele stałym

Przedstawiamy „duszę” laserów na ciele stałym

Główny nurtlaser półprzewodnikowyprzybory

Sercem każdego lasera jest substancja robocza lasera i substancja robocza ciała stałegolaserjest zasadniczo stały. Większość stałych ośrodków laserowych składa się z matryc krystalicznych i domieszkowanych atomów lub jonów o aktywności laserowej, podczas gdy matryce amorficzne (szklane) są stosunkowo rzadkie. Oczekuje się, że najnowsze osiągnięcia w technologii przygotowania ceramiki znacząco poszerzą zakres zastosowań tanich i wysokiej jakości materiałów laserowych, które mogą być wytwarzane w rozmiarach znacznie większych niż materiały krystaliczne.

Podstawowe powszechnie stosowane materiały laserowe w ciele stałym

Rubin: Jego skład chemiczny to tlenek glinu domieszkowany chromem (Cr:Al₂O₃). Sztuczne rubiny mają podobny skład chemiczny do rubinów o jakości jubilerskiej, ale charakteryzują się wyższą czystością i jakością. Mają różowy kolor i długość fali lasera 694,3 nanometra.

2. Granat itrowo-glinowy domieszkowany neodymem (Nd:YAG): Sztuczny kryształ o długości fali lasera 1064 nanometrów, należący do zakresu bliskiej podczerwieni, jest całkowicie niewidoczny i niebezpieczny dla oczu. Nd:YAG jest obecnie najszerzej stosowanym materiałem laserowym na ciele stałym, znacznie przewyższającym rubin. Głównym powodem jest niższy próg laserowy i możliwość osiągnięcia wyższej energii wyjściowej przy tej samej energii wejściowej.

3. Wanadan itru domieszkowany neodymem (Nd:YVO₄). Często nazywany po prostu „wanadanem”, stał się preferowanym materiałem do laserów półprzewodnikowych pompowanych diodami o małej i średniej mocy (do kilku watów) ze względu na duży przekrój czynny emisji wymuszonej, niski próg lasera i spolaryzowaną charakterystykę wyjściową. Długość fali roboczej wynosi 1064 nanometry i 1340 nanometrów, a po podwojeniu częstotliwości może generować lasery o długości fali 532 nanometrów i 670 nanometrów.

4. Szkło domieszkowane neodymem (Nd:Glass): Wykorzystując szkło amorficzne jako matrycę, jego właściwości laserowe są podobne do właściwości Nd:YAG. Jego zasadniczą wadą jest stosunkowo niska przewodność cieplna, wynosząca zaledwie 1/10 przewodności cieplnej kryształu, co utrudnia chłodzenie w zastosowaniach dużej mocy. Jego zaletą jest jednak to, że można go wytwarzać w ośrodkach laserowych o średnicy przekraczającej 30 cm, co skutecznie kontroluje gęstość energii i zapobiega uszkodzeniom elementów optycznych na poziomie kilodżuli.laser pulsacyjnyi charakteryzujący się stosunkowo niskim kosztem.

Inne ważne materiały laserowe na ciele stałym, materiały domieszkowane erbem: w tym granat itrowo-glinowy domieszkowany erbem (Er:YAG, wyjściowa długość fali 2940 nanometrów) i szkło domieszkowane erbem (Er:Glass, wyjściowa długość fali 1540 nanometrów). Materiały domieszkowane holmem: w tym granat itrowo-glinowy domieszkowany holmem (Ho:YAG), fluorek litu itru domieszkowany holmem (Ho:YLF) i szkło domieszkowane holmem (Ho:szkło, wyjściowa długość fali 2000–2100 nanometrów). Materiały domieszkowane tulem: w tym granat itrowo-glinowy domieszkowany tulem (Tm:YAG), granat lutetowo-glinowy domieszkowany tulem (Tm:LuAG) oraz fluorek litu i itru domieszkowany tulem i holmem (Tm,Ho:YLF, długość fali wyjściowej 2000–2030 nanometrów). Materiały domieszkowane iterbem: takie jak wolframian gadolinu potasu domieszkowany iterbem (Yb:KGW, długość fali wyjściowej 1025–1045 nanometrów). Aleksandryt (długość fali wyjściowej 655–815 nanometrów). Szafir domieszkowany tytanem (Ti:szafir, długość fali wyjściowej 840–1100 nanometrów).