Prihláste sa na odber našich sociálnych médií a získajte rýchle príspevky
Čo je to laserové zosilňovacie médium?
Laserové zosilňovacie médium je materiál, ktorý zosilňuje svetlo stimulovanou emisiou. Keď sú atómy alebo molekuly média excitované na vyššie energetické hladiny, môžu pri návrate do nižšieho energetického stavu emitovať fotóny určitej vlnovej dĺžky. Tento proces zosilňuje svetlo prechádzajúce médiom, čo je základom pre prevádzku laseru.
[Súvisiaci blog:]Kľúčové komponenty laseru]
Aký je obvyklý stredný zisk?
Ziskové médium sa môže meniť, vrátaneplyny, kvapaliny (farbivá), pevné látky(kryštály alebo sklá dopované iónmi vzácnych zemín alebo prechodných kovov) a polovodiče.Pevnolátkové laseryNapríklad často používajú kryštály ako Nd:YAG (neodýmom dopovaný ytriovo-hlinitý granát) alebo sklá dopované prvkami vzácnych zemín. Farbivové lasery používajú organické farbivá rozpustené v rozpúšťadlách a plynové lasery využívajú plyny alebo zmesi plynov.
Laserové tyče (zľava doprava): rubín, alexandrit, Er:YAG, Nd:YAG
Rozdiely medzi Nd (neodýmom), Er (erbiom) a Yb (yterbiom) ako zosilňovacími médiami
sa primárne týkajú ich emisných vlnových dĺžok, mechanizmov prenosu energie a aplikácií, najmä v kontexte dopovaných laserových materiálov.
Vlnové dĺžky emisií:
- Er: Erbium typicky emituje na vlnovej dĺžke 1,55 µm, čo je v oblasti bezpečnej pre oči a je veľmi užitočné pre telekomunikačné aplikácie vďaka nízkym stratám v optických vláknach (Gong a kol., 2016).
- Yb: Yterbium často emituje žiarenie s vlnovou dĺžkou okolo 1,0 až 1,1 µm, vďaka čomu je vhodné pre širokú škálu aplikácií vrátane vysokovýkonných laserov a zosilňovačov. Yb sa často používa ako senzibilizátor pre Er na zvýšenie účinnosti zariadení dopovaných Er prenosom energie z Yb na Er.
- Nd: Materiály dopované neodýmom typicky emitujú okolo 1,06 µm. Napríklad Nd:YAG je známy svojou účinnosťou a široko sa používa v priemyselných aj medicínskych laseroch (Y. Chang a kol., 2009).
Mechanizmy prenosu energie:
- Spoločné dopovanie Er a Yb: Spoločné dopovanie Er a Yb v hostiteľskom médiu je prospešné pre zvýšenie emisie v rozsahu 1,5 – 1,6 µm. Yb pôsobí ako účinný senzibilizátor pre Er absorbovaním čerpacieho svetla a prenosom energie na ióny Er, čo vedie k zosilnenej emisii v telekomunikačnom pásme. Tento prenos energie je kľúčový pre prevádzku vláknových zosilňovačov dopovaných Er (EDFA) (DK Vysokikh a kol., 2023).
- Nd: Nd zvyčajne nevyžaduje senzibilizátor ako Yb v systémoch dopovaných erbínom. Účinnosť Nd je odvodená z jeho priamej absorpcie čerpacieho svetla a následnej emisie, vďaka čomu je priamočiarym a účinným médiom pre zosilnenie laseru.
Aplikácie:
- Ehm:Používa sa predovšetkým v telekomunikáciách kvôli svojej emisii na 1,55 µm, čo sa zhoduje s minimálnym stratovým oknom kremičitých optických vlákien. Er-dopované zosilňovacie médiá sú kritické pre optické zosilňovače a lasery v systémoch optickej komunikácie na dlhé vzdialenosti.
- Yb:Často sa používa vo vysokovýkonných aplikáciách vďaka svojej relatívne jednoduchej elektronickej štruktúre, ktorá umožňuje efektívne diódové čerpanie a vysoký výstupný výkon. Materiály dopované Yb sa tiež používajú na zlepšenie výkonu systémov dopovaných Er.
- NdVhodné pre širokú škálu aplikácií, od priemyselného rezania a zvárania až po medicínske lasery. Nd:YAG lasery sú obzvlášť cenené pre svoju účinnosť, výkon a všestrannosť.
Prečo sme si ako zosilňovacie médium v DPSS lasere vybrali Nd:YAG?
DPSS laser je typ laseru, ktorý využíva zosilňovacie médium v pevnej fáze (ako napríklad Nd:YAG) čerpané polovodičovou laserovou diódou. Táto technológia umožňuje výrobu kompaktných a efektívnych laserov schopných produkovať vysokokvalitné lúče v spektre od viditeľného po infračervené žiarenie. Podrobnejší článok nájdete v renomovaných vedeckých databázach alebo u vydavateľov, ktorí ponúkajú komplexné recenzie laserovej technológie DPSS.
Súvisiaci produkt:Diódovo čerpaný laser v pevnej fáze]
Nd:YAG sa často používa ako zosilňovacie médium v laserových moduloch s polovodičovým čerpaním z niekoľkých dôvodov, ako zdôrazňujú rôzne štúdie:
1. Vysoká účinnosť a výkonNávrh a simulácie diódovým bočným čerpaným Nd:YAG laserovým modulom preukázali významnú účinnosť, pričom diódový bočný čerpaný Nd:YAG laser poskytoval maximálny priemerný výkon 220 W pri zachovaní konštantnej energie na impulz v širokom frekvenčnom rozsahu. To naznačuje vysokú účinnosť a potenciál pre vysoký výkon Nd:YAG laserov pri čerpaní diódami (Lera a kol., 2016).
2. Prevádzková flexibilita a spoľahlivosťUkázalo sa, že keramika Nd:YAG efektívne pracuje na rôznych vlnových dĺžkach vrátane vlnových dĺžok bezpečných pre zrak, s vysokou opticko-optickou účinnosťou. To dokazuje všestrannosť a spoľahlivosť Nd:YAG ako zosilňovacieho média v rôznych laserových aplikáciách (Zhang a kol., 2013).
3. Dlhovekosť a kvalita lúčaVýskum vysoko účinného, diódovo čerpaného Nd:YAG laseru zdôraznil jeho dlhú životnosť a konzistentný výkon, čo naznačuje vhodnosť Nd:YAG pre aplikácie vyžadujúce odolné a spoľahlivé laserové zdroje. Štúdia uvádza predĺženú prevádzku s viac ako 4,8 x 10^9 zábleskami bez optického poškodenia, pričom si zachovala vynikajúcu kvalitu lúča (Coyle a kol., 2004).
4. Vysoko efektívna prevádzka s kontinuálnou vlnou:Štúdie preukázali vysoko účinnú prevádzku Nd:YAG laserov v režime kontinuálnej vlny (CW), čím sa zdôraznila ich účinnosť ako zosilňovacieho média v diódovo čerpaných laserových systémoch. To zahŕňa dosiahnutie vysokej účinnosti optickej konverzie a účinnosti sklonu, čo ďalej potvrdzuje vhodnosť Nd:YAG pre vysokoúčinné laserové aplikácie (Zhu a kol., 2013).
Kombinácia vysokej účinnosti, výstupného výkonu, prevádzkovej flexibility, spoľahlivosti, dlhej životnosti a vynikajúcej kvality lúča robí z Nd:YAG preferované zosilňovacie médium v polovodičových laserových moduloch pre širokú škálu aplikácií.
Referencia
Chang, Y., Su, K., Chang, H. a Chen, Y. (2009). Kompaktný a účinný laser s Q-spínaním, bezpečný pre oči, pri 1525 nm s obojstranne difúzne viazaným kryštálom Nd:YVO4 ako vlastným Ramanovým médiom. Optics Express, 17(6), 4330-4335.
Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z. a Huang, Y. (2016). Rast a spektroskopické vlastnosti kryštálu Er:Yb:KGd(PO3)_4 ako sľubného média pre laserový zisk 155 µm. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.
Vysokih, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV a Butov, O. (2023). Experimentálny model zosilňovacieho média Er/Yb pre vláknové zosilňovače a lasery. 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). Simulácie profilu zisku a výkonu diódového bočne čerpaného QCW Nd:YAG lasera. 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. a Li, P. (2013). Vysokoúčinný keramický laser Nd:YAG bezpečný pre oči pracujúci pri 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.
Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P. a Poulios, D. (2004). Efektívny, spoľahlivý, diódovo čerpaný Nd:YAG laser s dlhou životnosťou pre vesmírnu vegetačnú topografickú altimetriu. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.
Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D. a Duan, Y. (2013). Vysokoúčinné keramické Nd:YAG lasery s kontinuálnou vlnou pri 946 nm. Laser Physics Letters, 10.
Vyhlásenie o odmietnutí zodpovednosti:
- Týmto vyhlasujeme, že niektoré obrázky zobrazené na našej webovej stránke sú zhromaždené z internetu a Wikipédie s cieľom podporovať vzdelávanie a zdieľanie informácií. Rešpektujeme práva duševného vlastníctva všetkých tvorcov. Použitie týchto obrázkov nie je určené na komerčný zisk.
- Ak sa domnievate, že niektorý z použitých obsahov porušuje vaše autorské práva, kontaktujte nás. Sme viac než ochotní prijať vhodné opatrenia vrátane odstránenia obrázkov alebo uvedenia zdroja, aby sme zabezpečili súlad so zákonmi a predpismi o duševnom vlastníctve. Naším cieľom je udržiavať platformu, ktorá je bohatá na obsah, je spravodlivá a rešpektuje práva duševného vlastníctva iných.
- Kontaktujte nás, prosím, na nasledujúcej e-mailovej adrese:sales@lumispot.cnZaväzujeme sa, že po prijatí akéhokoľvek oznámenia okamžite podnikneme kroky a garantujeme 100 % spoluprácu pri riešení akýchkoľvek takýchto problémov.
Obsah：
- 1. Čo je to laserové zosilňovacie médium?
- 2. Aké je obvyklé médium zisku?
- 3. Rozdiel medzi nd, er a yb
- 4. Prečo sme si ako zosilňovacie médium vybrali Nd:Yag
- 5. Zoznam použitej literatúry (Ďalšie čítanie)
Potrebujete pomôcť s laserovým riešením?
Čas uverejnenia: 13. marca 2024