Novice - Zakaj uporabljamo kristal Nd: YAG kot ojačitveni medij v laserju DPSS?

Naročite se na naše družbene medije za hitro objavo

Kaj je medij za lasersko ojačanje?

Medij za lasersko ojačanje je material, ki ojača svetlobo s stimulirano emisijo. Ko so atomi ali molekule medija vzburjeni na višje energijske nivoje, lahko oddajajo fotone določene valovne dolžine, ko se vračajo v nižje energijsko stanje. Ta postopek ojača svetlobo, ki prehaja skozi medij, kar je bistveno za delovanje laserja.

[Sorodni spletni dnevnik:Ključne komponente laserja]

Kakšen je običajni medij ojačenja?

Sredstvo ojačanja je lahko raznoliko, vključno zplini, tekočine (barvila), trdne snovi(kristali ali stekla, dopirana z ioni redkih zemelj ali prehodnih kovin) in polprevodniki.Polprevodniški laserji, na primer, pogosto uporabljajo kristale, kot je Nd: YAG (itrijev aluminijev granat, dopiran z neodimom) ali stekla, dopirana z elementi redkih zemelj. Barvni laserji uporabljajo organska barvila, raztopljena v topilih, plinski laserji pa pline ali mešanice plinov.

Laserske palice (od leve proti desni): rubin, aleksandrit, Er:YAG, Nd:YAG

Razlike med Nd (neodimom), Er (erbijem) in Yb (iterbijem) kot ojačitvenimi mediji

nanašajo predvsem na njihove emisijske valovne dolžine, mehanizme prenosa energije in aplikacije, zlasti v kontekstu dopiranih laserskih materialov.

Emisijske valovne dolžine:

- Er: erbij običajno oddaja pri 1,55 µm, kar je v območju, ki je varno za oči in je zelo uporabno za telekomunikacijske aplikacije zaradi nizkih izgub v optičnih vlaknih (Gong et al., 2016).

- Yb: iterbij pogosto oddaja okoli 1,0 do 1,1 µm, zaradi česar je primeren za široko paleto aplikacij, vključno z visokozmogljivimi laserji in ojačevalniki. Yb se pogosto uporablja kot senzibilizator za Er za povečanje učinkovitosti naprav, dopiranih z Er, s prenosom energije iz Yb v Er.

- Nd: materiali, dopirani z neodimom, običajno oddajajo okoli 1,06 µm. Nd:YAG je na primer znan po svoji učinkovitosti in se pogosto uporablja v industrijskih in medicinskih laserjih (Y. Chang et al., 2009).

Mehanizmi prenosa energije:

- Sočasno dopiranje Er in Yb: Sočasno dopiranje Er in Yb v mediju gostitelja je koristno za povečanje emisije v območju 1,5–1,6 µm. Yb deluje kot učinkovit senzibilizator za Er, tako da absorbira svetlobo črpalke in prenaša energijo na Er ione, kar vodi do ojačane emisije v telekomunikacijskem pasu. Ta prenos energije je ključen za delovanje optičnih ojačevalnikov, dopiranih z Er (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd običajno ne zahteva senzibilizatorja, kot je Yb v sistemih, dopiranih z Er. Učinkovitost Nd izhaja iz njegove neposredne absorpcije svetlobe črpalke in kasnejše emisije, zaradi česar je enostaven in učinkovit medij za lasersko pridobivanje.

Aplikacije:

- Er:Uporablja se predvsem v telekomunikacijah zaradi svoje emisije pri 1,55 µm, kar sovpada z najmanjšim oknom izgube silicijevih optičnih vlaken. Ojačevalni mediji, dopirani z Er, so kritični za optične ojačevalnike in laserje v komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni na dolge razdalje.

- Yb:Pogosto se uporablja v aplikacijah z visoko močjo zaradi svoje relativno preproste elektronske strukture, ki omogoča učinkovito črpanje diod in visoko izhodno moč. Z Yb dopirani materiali se uporabljajo tudi za izboljšanje delovanja sistemov, dopiranih z Er.

- Nd: Zelo primeren za široko paleto aplikacij, od industrijskega rezanja in varjenja do medicinskih laserjev. Laserji Nd:YAG so posebej cenjeni zaradi svoje učinkovitosti, moči in vsestranskosti.

Zakaj smo izbrali Nd:YAG kot ojačitveni medij v laserju DPSS

Laser DPSS je vrsta laserja, ki uporablja polprevodniški ojačitveni medij (kot je Nd: YAG), ki ga črpa polprevodniška laserska dioda. Ta tehnologija omogoča kompaktne, učinkovite laserje, ki lahko proizvajajo visokokakovostne žarke v spektru od vidnega do infrardečega. Za podroben članek lahko razmislite o iskanju v uglednih znanstvenih bazah podatkov ali založnikih za celovite ocene laserske tehnologije DPSS.

[Sorodni izdelek:Polprevodniški laser z diodnim črpanjem]

Nd:YAG se pogosto uporablja kot ojačitveni medij v laserskih modulih s polprevodniškim črpanjem iz več razlogov, kot je poudarjeno v različnih študijah:

1. Visoka učinkovitost in izhodna moč: Zasnova in simulacije Nd:YAG laserskega modula z diodnim stranskim črpanjem so pokazale pomembno učinkovitost, pri čemer Nd:YAG laser z diodnim stranskim črpanjem zagotavlja največjo povprečno moč 220 W, hkrati pa ohranja konstantno energijo na impulz v širokem frekvenčnem območju. To kaže na visoko učinkovitost in potencial za visoko izhodno moč laserjev Nd:YAG, če jih črpajo diode (Lera et al., 2016).
2. Operativna prilagodljivost in zanesljivost: Dokazano je, da keramika Nd:YAG učinkovito deluje pri različnih valovnih dolžinah, vključno z valovnimi dolžinami, varnimi za oči, z visoko učinkovitostjo med optiko in optiko. To dokazuje vsestranskost in zanesljivost Nd:YAG kot ojačitvenega medija v različnih laserskih aplikacijah (Zhang et al., 2013).
3. Dolgoživost in kakovost žarka: Raziskave visoko učinkovitega Nd:YAG laserja z diodnim črpanjem so poudarile njegovo dolgoživost in dosledno delovanje, kar kaže na primernost Nd:YAG za aplikacije, ki zahtevajo trajne in zanesljive laserske vire. Študija je poročala o podaljšanem delovanju z več kot 4,8 x 10^9 posnetkov brez optičnih poškodb, ob ohranjanju odlične kakovosti žarka (Coyle et al., 2004).
4. Visoko učinkovito delovanje z neprekinjenim valom:Študije so pokazale visoko učinkovito delovanje z neprekinjenim valovanjem (CW) Nd:YAG laserjev, kar je poudarilo njihovo učinkovitost kot ojačitveni medij v laserskih sistemih z diodnim črpanjem. To vključuje doseganje visoke učinkovitosti optične pretvorbe in učinkovitosti naklona, kar dodatno potrjuje primernost Nd:YAG za visoko učinkovite laserske aplikacije (Zhu et al., 2013).

Kombinacija visoke učinkovitosti, izhodne moči, operativne prilagodljivosti, zanesljivosti, dolgoživosti in odlične kakovosti žarka naredi Nd:YAG prednostni ojačitveni medij v laserskih modulih s polprevodniškim črpanjem za širok spekter aplikacij.

Referenca

Chang, Y., Su, K., Chang, H. in Chen, Y. (2009). Kompakten učinkovit za oči varen laser s preklopom Q pri 1525 nm z difuzijsko vezanim kristalom Nd:YVO4 na dvojnem koncu kot samoramanskim medijem. Optics Express, 17 (6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., in Huang, Y. (2016). Rast in spektroskopske lastnosti kristala Er:Yb:KGd(PO3)_4 kot obetavnega medija za lasersko pridobivanje 155 µm. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Eksperimentalni model ojačevalnega medija Er/Yb za optične ojačevalnike in laserje. Journal of the Optical Society of America 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). Simulacije profila ojačanja in učinkovitosti QCW Nd:YAG laserja s strani diode. Uporabna 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). Visoko učinkovit Nd:YAG keramični laser, ki je varen za oči in deluje pri 1442,8 nm. Optika Letters, 38 (16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Učinkovit, zanesljiv Nd:YAG laser z dolgo življenjsko dobo in diodno črpalko za vegetacijsko topografsko višinometrijo v vesolju. Uporabna optika, 43 (27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D. in Duan, Y. (2013). Visoko učinkoviti neprekinjeni Nd:YAG keramični laserji pri 946 nm. Pisma laserske fizike, 10.

Zavrnitev odgovornosti:

S tem izjavljamo, da so nekatere slike, prikazane na naši spletni strani, zbrane iz interneta in Wikipedije z namenom spodbujanja izobraževanja in izmenjave informacij. Spoštujemo pravice intelektualne lastnine vseh ustvarjalcev. Uporaba teh slik ni namenjena komercialnemu dobičku.
Če menite, da katera od uporabljenih vsebin krši vaše avtorske pravice, nas kontaktirajte. Več kot pripravljeni smo sprejeti ustrezne ukrepe, vključno z odstranitvijo slik ali zagotavljanjem ustreznega pripisa, da zagotovimo skladnost z zakoni in predpisi o intelektualni lastnini. Naš cilj je vzdrževati platformo, ki je bogata z vsebino, poštena in spoštuje pravice intelektualne lastnine drugih.
Pišite nam na naslednji elektronski naslov:sales@lumispot.cn. Zavezujemo se, da bomo takoj ukrepali po prejemu kakršnega koli obvestila in zagotavljamo 100-odstotno sodelovanje pri reševanju takih težav.

Kazalo vsebine: