Uudised - Miks me kasutame DPSS-laseris võimenduskeskkonnana Nd:YAG kristalli?

Liitu meie sotsiaalmeediaga, et saada kiireid postitusi

Mis on laservõimenduskeskkond?

Laseri võimenduskeskkond on materjal, mis võimendab valgust stimuleeritud emissiooni teel. Kui keskkonna aatomid või molekulid ergastatakse kõrgema energiatasemeni, võivad nad madalama energiatasemeni naastes kiirata teatud lainepikkusega footoneid. See protsess võimendab keskkonda läbivat valgust, mis on laseri tööks ülioluline.

[Seotud blogi:Laseri põhikomponendid]

Mis on tavaline võimenduskeskkond?

Võimenduskeskkonda saab varieerida, sealhulgasgaasid, vedelikud (värvained), tahked ained(haruldaste muldmetallide või siirdemetallide ioonidega legeeritud kristallid või klaasid) ja pooljuhid.TahkislaseridNäiteks kasutatakse sageli kristalle nagu Nd:YAG (neodüümiga legeeritud ütriumalumiiniumgranaat) või haruldaste muldmetallidega legeeritud klaase. Värvainelaserid kasutavad lahustites lahustatud orgaanilisi värvaineid ja gaaslaserid gaase või gaasisegusid.

Laservardad (vasakult paremale): rubiin, aleksandriit, Er:YAG, Nd:YAG

Nd (neodüüm), Er (erbium) ja Yb (ütterbium) erinevused võimenduskeskkondadena

peamiselt seotud nende emissioonlainepikkuste, energiaülekande mehhanismide ja rakendustega, eriti legeeritud lasermaterjalide kontekstis.

Emissioonilainepikkused:

- Er: Erbium kiirgab tavaliselt lainepikkusel 1,55 µm, mis on silmadele ohutu ja tänu optiliste kiudude madalale kadudele väga kasulik telekommunikatsioonirakendustes (Gong jt, 2016).

- Yb: Ütterbium kiirgab sageli umbes 1,0–1,1 µm, mistõttu sobib see laias valikus rakendustes, sealhulgas suure võimsusega laserites ja võimendites. Yb-d kasutatakse sageli Er sensibilisaatorina, et suurendada Er-dopeeritud seadmete efektiivsust, kandes energiat Yb-lt Er-ile.

- Nd: Neodüümiga legeeritud materjalid kiirgavad tavaliselt umbes 1,06 µm. Näiteks Nd:YAG on tuntud oma efektiivsuse poolest ja seda kasutatakse laialdaselt nii tööstuslikes kui ka meditsiinilistes laserites (Y. Chang jt, 2009).

Energiaülekande mehhanismid:

- Er ja Yb kaasdopeerimine: Er ja Yb kaasdopeerimine peremeeskeskkonnas on kasulik emissiooni suurendamiseks 1,5–1,6 µm vahemikus. Yb toimib Er jaoks tõhusa sensibilisaatorina, neelates pumba valgust ja kandes energiat Er ioonidele, mis viib võimendatud emissioonini telekommunikatsiooniribas. See energiaülekanne on Er-dopeeritud kiudvõimendite (EDFA) tööks ülioluline (DK Vysokikh jt, 2023).

- Nd: Er-dopeeritud süsteemides ei vaja Nd tavaliselt sensibilisaatorit nagu Yb. Nd efektiivsus tuleneb pumbavalguse otsesest neeldumisest ja sellele järgnevast kiirgusest, muutes selle lihtsaks ja tõhusaks laservõimenduskeskkonnaks.

Rakendused:

- Ee:Kasutatakse peamiselt telekommunikatsioonis tänu oma emissioonile 1,55 µm juures, mis langeb kokku ränidioksiidkiudude minimaalse kadu aknaga. Er-doptiliste võimenduskeskkondade puhul on oluline roll optiliste võimendite ja laserite jaoks pikamaa fiiberoptilistes sidesüsteemides.

Yb:Sageli kasutatakse seda suure võimsusega rakendustes tänu oma suhteliselt lihtsale elektroonilisele struktuurile, mis võimaldab tõhusat dioodide pumpamist ja suurt väljundvõimsust. Yb-dopeeritud materjale kasutatakse ka Er-dopeeritud süsteemide jõudluse parandamiseks.

- NdSobib hästi laiale rakenduste valikule, alates tööstuslikust lõikamisest ja keevitamisest kuni meditsiiniliste laseriteni. Nd:YAG lasereid hinnatakse eriti nende efektiivsuse, võimsuse ja mitmekülgsuse poolest.

Miks valisime DPSS-laseris võimenduskeskkonnaks Nd:YAG-i?

DPSS-laser on laseritüüp, mis kasutab pooljuhtlaserdioodiga pumbatavat tahkisvõimenduskeskkonda (näiteks Nd: YAG). See tehnoloogia võimaldab luua kompaktseid ja tõhusaid lasereid, mis on võimelised tootma kvaliteetseid kiiri nähtavast infrapunaspektrist. Üksikasjaliku artikli lugemiseks võiksite otsida usaldusväärsetest teadusandmebaasidest või kirjastustest põhjalikke ülevaateid DPSS-lasertehnoloogia kohta.

[Seotud toode:Dioodpumbaga tahkislaser]

Nd:YAG-i kasutatakse pooljuhtpumbaga lasermoodulites sageli võimenduskeskkonnana mitmel põhjusel, nagu on rõhutanud mitmed uuringud:

1.Kõrge efektiivsus ja väljundvõimsusDioodkülgpumbaga Nd:YAG-lasermooduli disain ja simulatsioonid näitasid märkimisväärset efektiivsust, kusjuures dioodkülgpumbaga Nd:YAG-laser andis maksimaalse keskmise võimsuse 220 W, säilitades samal ajal konstantse energia impulsi kohta laias sagedusvahemikus. See näitab Nd:YAG-laserite suurt efektiivsust ja potentsiaali suure väljundvõimsuse saavutamiseks dioodidega pumbates (Lera jt, 2016).
2. Töö paindlikkus ja töökindlusNd:YAG-keraamika on näidanud oma efektiivset toimimist erinevatel lainepikkustel, sealhulgas silmale ohututel lainepikkustel, ning omab kõrget optilist-optilist efektiivsust. See näitab Nd:YAG-i mitmekülgsust ja töökindlust võimenduskeskkonnana erinevates laserrakendustes (Zhang jt, 2013).
3. Pikaealisus ja kiire kvaliteetUuringud ülitõhusa dioodpumbaga Nd:YAG-laseri kohta rõhutasid selle pikaealisust ja ühtlast jõudlust, mis viitab Nd:YAG-laseri sobivusele rakendusteks, mis nõuavad vastupidavaid ja usaldusväärseid laserallikaid. Uuringus teatati pikaajalisest tööst enam kui 4,8 x 10^9 lasuga ilma optilise kahjustuseta, säilitades suurepärase kiire kvaliteedi (Coyle jt, 2004).
4. Väga efektiivne pidevlaine töö:Uuringud on näidanud Nd:YAG-laserite väga efektiivset pidevlaine (CW) tööd, rõhutades nende efektiivsust võimenduskeskkonnana dioodpumbaga lasersüsteemides. See hõlmab kõrge optilise muundamise efektiivsuse ja kalde efektiivsuse saavutamist, mis kinnitab veelgi Nd:YAG-i sobivust suure efektiivsusega laserrakenduste jaoks (Zhu jt, 2013).

Kõrge efektiivsuse, võimsuse, tööpaindlikkuse, töökindluse, pikaealisuse ja suurepärase kiirekvaliteedi kombinatsioon muudab Nd:YAG-i eelistatud võimenduskeskkonnaks pooljuhtpumbaga lasermoodulites laias valikus rakendustes.

Viide

Chang, Y., Su, K., Chang, H. ja Chen, Y. (2009). Kompaktne ja efektiivne Q-lülitusega silmasõbralik laser lainepikkusel 1525 nm, millel on ise-Ramani keskkonnana kahe otsaga difusioonsidemega seotud Nd:YVO4 kristall. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z. ja Huang, Y. (2016). Er:Yb:KGd(PO3)_4 kristalli kasv ja spektroskoopilised omadused paljulubava 155 µm laservõimenduskeskkonnana. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV ja Butov, O. (2023). Er/Yb võimenduskeskkonna katsepõhine mudel kiudvõimendite ja laserite jaoks. 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). Dioodi küljelt pumbatava QCW Nd:YAG laseri võimendusprofiili ja jõudluse simulatsioonid. 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. ja Li, P. (2013). Suure efektiivsusega Nd:YAG keraamiline silmasõbralik laser, mis töötab lainepikkusel 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P. ja Poulios, D. (2004). Tõhus, usaldusväärne ja pika elueaga dioodpumbaga Nd:YAG-laser kosmoses kasutatava taimestiku topograafiliseks kõrguse mõõtmiseks. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D. ja Duan, Y. (2013). Väga tõhusad pidevlaine Nd:YAG keraamilised laserid lainepikkusel 946 nm. Laser Physics Letters, 10.

Lahtiütlus:

Käesolevaga kinnitame, et osa meie veebisaidil kuvatavatest piltidest on kogutud internetist ja Vikipeediast eesmärgiga edendada haridust ja teabe jagamist. Austame kõigi loojate intellektuaalomandi õigusi. Nende piltide kasutamine ei ole mõeldud äriliseks kasuks.
Kui usute, et mõni kasutatud sisu rikub teie autoriõigusi, võtke meiega ühendust. Oleme valmis võtma asjakohaseid meetmeid, sealhulgas eemaldama pilte või esitama õige viite autorile, et tagada intellektuaalomandi seaduste ja määruste järgimine. Meie eesmärk on säilitada platvormi, mis on sisukas, õiglane ja austab teiste intellektuaalomandi õigusi.
Palun võtke meiega ühendust järgmisel e-posti aadressil:sales@lumispot.cnKohustume tegutsema viivitamatult mis tahes teate saamisel ja garanteerime 100% koostöö selliste probleemide lahendamisel.

Sisukord：