Prezentarea „Sufletului” laserelor în stare solidă

Prezentarea „Sufletului” laserelor în stare solidă

Mainstreamlaser în stare solidămateriale

Nucleul oricărui laser este substanța de lucru a laserului, iar substanța de lucru a unui laser în stare solidă estelasereste în esență solid. Majoritatea mediilor laser în stare solidă sunt compuse din matrici cristaline și atomi sau ioni dopați cu activitate laser, în timp ce matricile amorfe (sticloase) sunt relativ rare. Se așteaptă ca cea mai recentă dezvoltare în tehnologia de preparare a ceramicii să extindă semnificativ domeniul de aplicare al materialelor laser ieftine și de înaltă calitate, care pot fi fabricate într-o dimensiune mult mai mare decât cea a materialelor cristaline.

Materiale laser în stare solidă utilizate în mod obișnuit

Rubin: Compoziția sa chimică este oxid de aluminiu dopat cu crom (Cr:Al₂O₃). Rubinele artificiale au o compoziție chimică similară cu rubinele de calitate prețioasă, dar sunt de o puritate și o calitate mai mari. Apar roz și au o lungime de undă laser de 694,3 nanometri.

2. Granat de ytriu și aluminiu dopat cu neodim (Nd:YAG): Cristal artificial, cu o lungime de undă laser de 1064 nanometri, aparține luminii infraroșii apropiate și este complet invizibil și periculos pentru ochi. Nd:YAG este în prezent cel mai utilizat material laser în stare solidă, depășind cu mult rubinul. Motivul principal este că pragul său laser este mai scăzut și poate obține o energie de ieșire mai mare la aceeași energie de intrare.

3. Vanadat de ytriu dopat cu neodim (Nd:YVO₄) Adesea denumit simplu „vanadat”, a devenit materialul preferat pentru laserele în stare solidă pompate cu diode de putere mică spre medie (până la câțiva wați), datorită secțiunii transversale mari de emisie stimulată, pragului laser scăzut și caracteristicilor de ieșire polarizate. Lungimile de undă de funcționare sunt de 1064 nanometri și 1340 nanometri, iar după dublarea frecvenței, poate produce lasere cu lungimi de undă de 532 nanometri și 670 nanometri.

4. Sticlă dopată cu neodim (Nd:Glass): Folosind sticlă amorfă ca matrice, proprietățile sale laser sunt similare cu cele ale Nd:YAG. Dezavantajul său principal este că este relativ scăzută conductivitatea termică, doar 1/10 din cea a unui cristal, ceea ce face dificilă răcirea în aplicații de mare putere. Cu toate acestea, avantajul său constă în faptul că poate fi transformată în medii laser cu un diametru mai mare de 30 cm, controlând eficient densitatea energiei și evitând deteriorarea componentelor optice la nivel de kilojoule.laser pulsat...și având un cost relativ scăzut.

Alte materiale laser în stare solidă importante, materiale dopate cu erbiu: inclusiv granat de ytriu-aluminiu dopat cu erbiu (Er:YAG, lungime de undă de ieșire 2940 nanometri) și sticlă dopată cu erbiu (Er:Glass, lungime de undă de ieșire 1540 nanometri). Materiale dopate cu holmiu: inclusiv granat de ytriu-aluminiu dopat cu holmiu (Ho:YAG), fluorură de litiu-ytriu dopată cu holmiu (Ho:YLF) și sticlă dopată cu holmiu (Ho:sticlă, lungime de undă de ieșire 2000 până la 2100 nanometri). Materiale dopate cu tuliu: inclusiv granat de ytriu-aluminiu dopat cu tuliu (Tm:YAG), granat de lutețiu-aluminiu dopat cu tuliu (Tm:LuAG) și fluorură de litiu-ytriu co-dopată cu tuliu-holmiu (Tm,Ho:YLF, lungime de undă de ieșire 2000 până la 2030 nanometri). Materiale dopate cu yterbiu: cum ar fi tungstat de gadoliniu de potasiu dopat cu yterbiu (Yb:KGW, lungime de undă de ieșire 1025 până la 1045 nanometri). Alexandrit (lungime de undă de ieșire 655 până la 815 nanometri). Safir dopat cu titan (Ti:Safir, lungime de undă de ieșire 840 până la 1100 nanometri).