Novinky - Prečo používame Nd:YAG kryštál ako médium zosilnenia v DPSS laseri?

Prihláste sa na odber našich sociálnych médií a získajte rýchly príspevok

Čo je to médium zosilnenia lasera?

Médium laserového zisku je materiál, ktorý zosilňuje svetlo stimulovanou emisiou. Keď sú atómy alebo molekuly média excitované na vyššie energetické hladiny, môžu pri návrate do stavu s nižšou energiou emitovať fotóny určitej vlnovej dĺžky. Tento proces zosilňuje svetlo prechádzajúce médiom, čo je základom laserovej prevádzky.

[Súvisiaci blog:Kľúčové komponenty lasera]

Aké je obvyklé médium zisku?

Médium zisku sa môže meniť, vrátaneplynov, tekutiny (farbivá), pevné látky(kryštály alebo sklá dopované iónmi vzácnych zemín alebo prechodných kovov) a polovodiče.Pevné lasery, napríklad často používajú kryštály ako Nd: YAG (Neodymom dopovaný Yttrium Aluminium Garnet) alebo okuliare dopované prvkami vzácnych zemín. Farebné lasery využívajú organické farbivá rozpustené v rozpúšťadlách a plynové lasery využívajú plyny alebo zmesi plynov.

Laserové tyče (zľava doprava): Ruby, Alexandrit, Er:YAG, Nd:YAG

Rozdiely medzi Nd (Neodym), Er (Erbium) a Yb (Ytterbium) ako médiami zisku

sa primárne týkajú ich emisných vlnových dĺžok, mechanizmov prenosu energie a aplikácií, najmä v kontexte dopovaných laserových materiálov.

Emisné vlnové dĺžky:

- Er: Erbium typicky vyžaruje pri 1,55 µm, čo je v oblasti bezpečnej pre oči a veľmi užitočné pre telekomunikačné aplikácie vďaka nízkej strate v optických vláknach (Gong et al., 2016).

- Yb: Ytterbium často vyžaruje 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 vyžarujú okolo 1,06 µm. Nd:YAG je napríklad známy svojou účinnosťou a je široko používaný v priemyselných aj lekárskych laseroch (Y. Chang et al., 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 tým, že absorbuje svetlo pumpy a prenáša energiu na Er ióny, čo vedie k zosilnenej emisii v telekomunikačnom pásme. Tento prenos energie je rozhodujúci pre prevádzku vláknových zosilňovačov dopovaných Er (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd zvyčajne nevyžaduje senzibilizátor ako Yb v systémoch dopovaných Er. Účinnosť Nd je odvodená od jeho priamej absorpcie svetla pumpy a následnej emisie, čo z neho robí priame a efektívne médium so ziskom lasera.

Aplikácie:

- Er:Používa sa predovšetkým v telekomunikáciách kvôli emisii 1,55 µm, čo sa zhoduje s minimálnym stratovým oknom kremičitých optických vlákien. Er-dopované médiá zosilnenia sú rozhodujúce pre optické zosilňovače a lasery v komunikačných systémoch s optickými vláknami na veľké vzdialenosti.

- Yb:Často sa používa vo vysokovýkonných aplikáciách vďaka svojej relatívne jednoduchej elektronickej štruktúre, ktorá umožňuje efektívne čerpanie diód a vysoký výstupný výkon. Materiály dopované Yb sa tiež používajú na zvýšenie výkonu systémov dotovaných Er.

- Nd: Dobre sa hodí pre širokú škálu aplikácií, od priemyselného rezania a zvárania až po medicínske lasery. Lasery Nd:YAG sú obzvlášť cenené pre svoju účinnosť, výkon a všestrannosť.

Prečo sme si vybrali Nd:YAG ako médium zisku v DPSS laseri

DPSS laser je typ lasera, ktorý využíva médium v tuhom stave (ako Nd: YAG) čerpané polovodičovou laserovou diódou. Táto technológia umožňuje kompaktné, efektívne lasery schopné produkovať vysokokvalitné lúče v spektre viditeľného až infračerveného žiarenia. Ak chcete získať podrobný článok, môžete zvážiť vyhľadávanie v renomovaných vedeckých databázach alebo vydavateľstvách, kde nájdete komplexné recenzie laserovej technológie DPSS.

[Súvisiaci produkt:Diódou čerpaný pevnolátkový laser]

Nd:YAG sa často používa ako médium zosilnenia v polovodičových laserových moduloch z niekoľkých dôvodov, ako to zdôrazňujú rôzne štúdie:

1. Vysoká účinnosť a výstupný výkon: Návrh a simulácie diódového bočne čerpaného Nd:YAG laserového modulu preukázali významnú účinnosť, pričom diódový bočne čerpaný Nd:YAG laser poskytuje maximálny priemerný výkon 220 W pri zachovaní konštantnej energie na impulz v širokom frekvenčnom rozsahu. To naznačuje vysokú účinnosť a potenciál vysokého výkonu Nd:YAG laserov pri čerpaní diódami (Lera et al., 2016).
2. Prevádzková flexibilita a spoľahlivosťUkázalo sa, že keramika :Nd:YAG funguje efektívne pri rôznych vlnových dĺžkach, vrátane vlnových dĺžok bezpečných pre oči, s vysokou optickou účinnosťou. To demonštruje všestrannosť a spoľahlivosť Nd:YAG ako média zisku v rôznych laserových aplikáciách (Zhang et al., 2013).
3. Dlhá životnosť a kvalita lúča: Výskum vysoko účinného, diódami čerpaného lasera Nd:YAG 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 výstrelmi bez optického poškodenia pri zachovaní vynikajúcej kvality lúča (Coyle et al., 2004).
4. Vysoko efektívna nepretržitá prevádzka:Štúdie preukázali vysoko efektívnu prevádzku Nd:YAG laserov s nepretržitou vlnou (CW), pričom zdôraznili ich účinnosť ako médium zisku v laserových systémoch s diódami. To zahŕňa dosiahnutie vysokej účinnosti optickej konverzie a účinnosti sklonu, čo ďalej potvrdzuje vhodnosť Nd:YAG pre vysokoúčinné laserové aplikácie (Zhu et al., 2013).

Kombinácia vysokej účinnosti, výkonu, prevádzkovej flexibility, spoľahlivosti, dlhej životnosti a vynikajúcej kvality lúča robí z Nd:YAG preferované médium zosilnenia v polovodičových laserových moduloch pre širokú škálu aplikácií.

Odkaz

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Kompaktný efektívny pre oči bezpečný laser s Q-spínaním pri 1525 nm s dvojitým 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., & Huang, Y. (2016). Rastové a spektroskopické vlastnosti kryštálu Er:Yb:KGd(PO3)_4 ako sľubného média so ziskom 155 µm lasera. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Experimentálny model média so ziskom 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., & Li, P. (2013). Vysoko účinný Nd:YAG keramický laser bezpečný pre oči pracujúci pri 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Efektívny, spoľahlivý, diódami 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., & Duan, Y. (2013). Vysoko účinné kontinuálne vlnové Nd:YAG keramické lasery pri 946 nm. Listy z laserovej fyziky, 10.

Vylúčenie zodpovednosti:

Týmto vyhlasujeme, že niektoré obrázky zobrazené na našej webovej stránke sú zhromaždené z internetu a Wikipédie s cieľom podporiť vzdelávanie a zdieľanie informácií. Rešpektujeme práva duševného vlastníctva všetkých tvorcov. Použitie týchto obrázkov nie je určené na komerčný zisk.
Ak sa domnievate, že akýkoľvek použitý obsah porušuje vaše autorské práva, kontaktujte nás. Sme viac než ochotní prijať vhodné opatrenia vrátane odstránenia obrázkov alebo poskytnutia riadneho uvedenia zdroja, aby sme zabezpečili súlad so zákonmi a nariadeniami 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.cn. Zaväzujeme sa podniknúť okamžité kroky po prijatí akéhokoľvek oznámenia a garantujeme 100% spoluprácu pri riešení takýchto problémov.

Obsah: