Навіны - Чаму мы выкарыстоўваем крышталь Nd:YAG у якасці ўзмацняльнага асяроддзя ў DPSS-лазеры?

Падпішыцеся на нашы сацыяльныя сеткі для аператыўных публікацый

Што такое лазерны ўзмацняльнік?

Лазернае асяроддзе ўзмацняе святло — гэта матэрыял, які ўзмацняе святло шляхам вымушанага выпраменьвання. Калі атамы або малекулы асяроддзя ўзбуджаюцца да больш высокіх энергетычных узроўняў, яны могуць выпраменьваць фатоны пэўнай даўжыні хвалі пры вяртанні ў больш нізкі энергетычны стан. Гэты працэс узмацняе святло, якое праходзіць праз асяроддзе, што з'яўляецца асновай працы лазера.

[Падобны блог:Асноўныя кампаненты лазера]

Які звычайны сярэдні каэфіцыент узмацнення?

Сродак узмацнення можа быць розным, у тым лікугазы, вадкасці (фарбавальнікі), цвёрдыя рэчывы(крышталі або шкло, легаваныя іонамі рэдказямельных або пераходных металаў) і паўправаднікі.Цвёрдацельныя лазерыНапрыклад, часта выкарыстоўваюць крышталі, такія як Nd:YAG (неадымам легаваны ітрыевы алюмініевы гранат) або шкло, легаванае рэдказямельнымі элементамі. Лазеры на фарбавальніках выкарыстоўваюць арганічныя фарбавальнікі, раствораныя ў растваральніках, а газавыя лазеры выкарыстоўваюць газы або газавыя сумесі.

Лазерныя стрыжні (злева направа): рубін, александрыт, Er:YAG, Nd:YAG

Розніца паміж Nd (неадымам), Er (эрбіем) і Yb (ітэрбіем) як асяродкамі ўзмацнення

у першую чаргу тычацца даўжынь хваль іх выпраменьвання, механізмаў перадачы энергіі і прымянення, асабліва ў кантэксце легаваных лазерных матэрыялаў.

Даўжыні хваль выпраменьвання:

- Er: Эрбій звычайна выпраменьвае на даўжыні хвалі 1,55 мкм, што знаходзіцца ў бяспечным для вачэй дыяпазоне і вельмі карысна для тэлекамунікацыйных прымяненняў дзякуючы нізкім стратам у аптычных валокнах (Gong et al., 2016).

- Yb: Ітэрбій часта выпраменьвае каля 1,0–1,1 мкм, што робіць яго прыдатным для шырокага спектру прымянення, у тым ліку для магутных лазераў і ўзмацняльнікаў. Yb часта выкарыстоўваецца ў якасці сенсібілізатара для Er, каб павысіць эфектыўнасць прылад, легаваных Er, шляхам перадачы энергіі ад Yb да Er.

- Nd: Матэрыялы, легаваныя неадымам, звычайна выпраменьваюць каля 1,06 мкм. Напрыклад, Nd:YAG вядомы сваёй эфектыўнасцю і шырока выкарыстоўваецца як у прамысловых, так і ў медыцынскіх лазерах (Y. Chang et al., 2009).

Механізмы перадачы энергіі:

- Сумеснае легіраванне Er і Yb: сумеснае легіраванне Er і Yb у асяроддзі-гаспадары спрыяе павелічэнню выпраменьвання ў дыяпазоне 1,5-1,6 мкм. Yb дзейнічае як эфектыўны сенсібілізатар для Er, паглынаючы святло накачкі і перадаючы энергію іёнам Er, што прыводзіць да ўзмоцненага выпраменьвання ў дыяпазоне тэлекамунікацый. Гэтая перадача энергіі мае вырашальнае значэнне для працы валаконных узмацняльнікаў, легаваных Er (EDFA) (DK Vysokihh et al., 2023).

- Nd: Nd звычайна не патрабуе сенсібілізатара, як Yb, у сістэмах, легаваных эрбіем. Эфектыўнасць Nd вызначаецца непасрэдным паглынаннем святла накачкі і наступным выпраменьваннем, што робіць яго простым і эфектыўным асяроддзем для ўзмацнення лазера.

Прымяненне:

- Э-э:У асноўным выкарыстоўваецца ў тэлекамунікацыях з-за выпраменьвання на 1,55 мкм, што супадае з мінімальным акном страт крэмніевых аптычных валокнаў. Эрніевыя асяроддзі ўзмацнення маюць вырашальнае значэнне для аптычных узмацняльнікаў і лазераў у сістэмах валаконна-аптычнай сувязі на вялікія адлегласці.

- Іб:Часта выкарыстоўваецца ў прыладах з высокай магутнасцю дзякуючы адносна простай электроннай структуры, якая забяспечвае эфектыўную дыёдную накачку і высокую выходную магутнасць. Матэрыялы, легаваныя ітрыяміем (Yb), таксама выкарыстоўваюцца для паляпшэння прадукцыйнасці сістэм, легаваных эрбіем.

- НдДобра падыходзяць для шырокага спектру прымянення, ад прамысловай рэзкі і зваркі да медыцынскіх лазераў. Лазеры Nd:YAG асабліва цэняцца за сваю эфектыўнасць, магутнасць і ўніверсальнасць.

Чаму мы абралі Nd:YAG у якасці ўзмацняльнага асяроддзя ў DPSS-лазеры?

DPSS-лазер — гэта тып лазера, які выкарыстоўвае цвёрдацельнае асяроддзе ўзмацнення (напрыклад, Nd:YAG), якое накачваецца паўправадніковым лазерным дыёдам. Гэтая тэхналогія дазваляе ствараць кампактныя, эфектыўныя лазеры, здольныя генераваць высакаякасныя прамяні ў бачным і інфрачырвоным спектры. Каб прачытаць падрабязны артыкул, вы можаце пашукаць у аўтарытэтных навуковых базах дадзеных або ў выдаўцоў падрабязныя агляды лазернай тэхналогіі DPSS.

[Звязаны прадукт:Дыёдны накачаны цвёрдацельны лазер]

Nd:YAG часта выкарыстоўваецца ў якасці ўзмацняльнага асяроддзя ў лазерных модулях з паўправадніковай накачкай па некалькіх прычынах, як падкрэсліваецца ў розных даследаваннях:

1. Высокая эфектыўнасць і выходная магутнасцьКанструкцыя і мадэляванне лазернага модуля Nd:YAG з дыёднай бакавой накачкай прадэманстравалі значную эфектыўнасць, прычым дыёдны Nd:YAG лазер забяспечвае максімальную сярэднюю магутнасць 220 Вт, захоўваючы пры гэтым пастаянную энергію на імпульс у шырокім дыяпазоне частот. Гэта сведчыць аб высокай эфектыўнасці і патэнцыяле для атрымання высокай выходнай магутнасці Nd:YAG лазераў пры накачцы дыёдамі (Lera et al., 2016).
2. Аперацыйная гнуткасць і надзейнасцьБыло паказана, што кераміка Nd:YAG эфектыўна працуе на розных даўжынях хваль, у тым ліку бяспечных для зроку, з высокай аптычнай эфектыўнасцю. Гэта дэманструе ўніверсальнасць і надзейнасць Nd:YAG як асяроддзя ўзмацнення ў розных лазерных прымяненнях (Zhang et al., 2013).
3. Даўгавечнасць і якасць прамяняДаследаванні высокаэфектыўнага лазера Nd:YAG з дыёднай накачкай падкрэслілі яго даўгавечнасць і стабільную працу, што сведчыць аб прыдатнасці Nd:YAG для прымянення, якія патрабуюць трывалых і надзейных лазерных крыніц. У даследаванні паведамлялася аб працяглай працы з больш чым 4,8 x 10^9 імпульсамі без аптычных пашкоджанняў, захоўваючы выдатную якасць прамяня (Coyle et al., 2004).
4. Высокаэфектыўная праца ў рэжыме бесперапыннага выпраменьвання:Даследаванні прадэманстравалі высокаэфектыўную працу лазераў Nd:YAG у рэжыме бесперапыннага выпраменьвання (CW), што падкрэслівае іх эфектыўнасць у якасці ўзмацняльнага асяроддзя ў лазерных сістэмах з дыёднай накачкай. Гэта ўключае ў сябе дасягненне высокай эфектыўнасці аптычнага пераўтварэння і эфектыўнасці нахілу, што дадаткова пацвярджае прыдатнасць Nd:YAG для высокаэфектыўных лазерных прымяненняў (Zhu et al., 2013).

Спалучэнне высокай эфектыўнасці, выходнай магутнасці, эксплуатацыйнай гнуткасці, надзейнасці, даўгавечнасці і выдатнай якасці прамяня робіць Nd:YAG пераважным асяроддзем узмацнення ў лазерных модулях з паўправадніковай накачкай для шырокага спектру прымянення.

Спасылка

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Кампактны эфектыўны лазер з модуляцыяй добрасці, бяспечны для зроку, на 1525 нм з двухбаковым дыфузійна сувязаным крышталем Nd:YVO4 у якасці самараманаўскага асяроддзя. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Рост і спектраскапічныя ўласцівасці крышталя Er:Yb:KGd(PO3)_4 як перспектыўнага асяроддзя для лазернага ўзмацнення з 155 мкм. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Высокіх, Д.К., Базакуца, А., Дарафеенка, А.В., і Бутаў, О. (2023). Эксперыментальная мадэль асяроддзя ўзмацнення Er/Yb для валаконных узмацняльнікаў і лазераў. Часопіс Амерыканскага аптычнага таварыства Б.

Лера, Р., Вале-Брозас, Ф., Торэс-Пейро, С., Руіс-дэ-ла-Крус, А., Галан, М., Белідо, П., Займец, М., Бенлок, Дж., і Росо, Л. (2016). Мадэляванне профілю ўзмацнення і прадукцыйнасці дыёднага Nd:YAG-лазера QCW з бакавой накачкай. Прыкладная оптыка, 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). Высокаэфектыўны керамічны лазер Nd:YAG, бяспечны для вачэй, які працуе на даўжыні хвалі 1442,8 нм. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Койл, Д.Б., Кей, Р., Стайслі, П., і Пуліёс, Д. (2004). Эфектыўны, надзейны, працяглы тэрмін службы дыёдны Nd:YAG-лазер для касмічнай расліннай тапаграфічнай альтыметрыі. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Высокаэфектыўныя керамічныя лазеры бесперапыннага дзеяння Nd:YAG на даўжыні хвалі 946 нм. Laser Physics Letters, 10.

Адмова ад адказнасці:

Мы тым самым заяўляем, што некаторыя выявы, размешчаныя на нашым сайце, сабраны з Інтэрнэту і Вікіпедыі з мэтай садзейнічання адукацыі і абмену інфармацыяй. Мы паважаем правы інтэлектуальнай уласнасці ўсіх аўтараў. Выкарыстанне гэтых выяў не мае на мэце камерцыйную выгаду.
Калі вы лічыце, што які-небудзь з выкарыстаных матэрыялаў парушае вашы аўтарскія правы, звяжыцеся з намі. Мы больш чым гатовыя прыняць адпаведныя меры, у тым ліку выдаліць выявы або правільна пазначыць аўтара, каб забяспечыць выкананне законаў і правілаў аб інтэлектуальнай уласнасці. Наша мэта — падтрымліваць платформу, багатую кантэнтам, справядлівую і паважаючую правы інтэлектуальнай уласнасці іншых.
Калі ласка, звяжыцеся з намі па наступным адрасе электроннай пошты:sales@lumispot.cnМы абавязуемся неадкладна прымаць меры пасля атрымання любога паведамлення і гарантуем 100% супрацоўніцтва ў вырашэнні любых такіх праблем.

Змест：