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

Падпішыцеся на нашы сацыяльныя сеткі, каб атрымліваць аператыўныя паведамленні

Што такое асяроддзе лазернага ўзмацнення?

Асяроддзе лазернага ўзмацнення - гэта матэрыял, які ўзмацняе святло за кошт стымуляванага выпраменьвання. Калі атамы або малекулы асяроддзя ўзбуджаюцца да больш высокіх узроўняў энергіі, 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 фундаментальным для працы лазера.

[Звязаны блог:Асноўныя кампаненты лазера]

Што такое звычайнае сярэдняе ўзмацненне?

Ўзмацненне асяроддзя можна вар'іраваць, у т.лгазы, вадкасці (фарбавальнікі), цвёрдыя рэчывы(крышталі або шкла, легаваныя іонамі рэдказямельных або пераходных металаў), паўправаднікі.Цвёрдацельныя лазеры, напрыклад, часта выкарыстоўваюць такія крышталі, як Nd: YAG (ітрыева-алюмініевы гранат, легаваны неадымам) або шкла, легаваныя рэдказямельнымі элементамі. У лазерах на фарбавальніках выкарыстоўваюцца арганічныя фарбавальнікі, раствораныя ў растваральніках, а ў газавых лазерах - газы або сумесі газаў.

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

Адрозненні паміж Nd (неадымам), Er (эрбіем) і Yb (ітэрбіем) у якасці асяроддзя ўзмацнення

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

Даўжыні хваль выпраменьвання:

- Er: Эрбій звычайна выпраменьвае з даўжынёй 1,55 мкм, што знаходзіцца ў бяспечнай для вачэй вобласці і вельмі карысна для тэлекамунікацыйных прыкладанняў з-за нізкіх страт 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 лазераў высокай магутнасці і ўзмацняльнікаў. Yb часта выкарыстоўваецца ў якасці сенсібілізатара Er для павышэння эфектыўнасці прылад, легаваных Er, шляхам перадачы энергіі ад Yb да Er.

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

Механізмы перадачы энергіі:

- Сумесны допінг Er і Yb: сумесны допінг Er і Yb у асноўным асяроддзі карысны для ўзмацнення 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 ўзмацнення выпраменьвання ў дыяпазоне тэлекамунікацый. Гэтая перадача энергіі мае вырашальнае значэнне для працы валаконных узмацняльнікаў з даданнем Er (EDFA) (ДК Высокіх і інш., 2023).

- Nd: Nd звычайна не патрабуе сенсібілізатара, напрыклад Yb, у сістэмах, легаваных Er. Эфектыўнасць Nd абумоўлена прамым паглынаннем святла накачкі і наступным выпраменьваннем, што робіць яго простым і эфектыўным сродкам лазернага ўзмацнення.

прыкладанні:

- Э-э:У асноўным выкарыстоўваецца ў тэлекамунікацыях з-за выпраменьвання 1,55 мкм, што супадае з мінімальным акном страт у аптычных валокнах з дыяксіду крэмнія. Асяроддзі ўзмацнення, легаваныя Er, маюць вырашальнае значэнне для аптычных узмацняльнікаў і лазераў у сістэмах валаконна-аптычнай сувязі на вялікія адлегласці.

- Yb:Часта выкарыстоўваецца ў прылажэннях з высокай магутнасцю з-за адносна простай электроннай структуры, якая дазваляе эфектыўна напампоўваць дыёд і высокую выхадную магутнасць. Матэрыялы, легаваныя Yb, таксама выкарыстоўваюцца для павышэння прадукцыйнасці сістэм, легаваных Er.

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

Чаму мы абралі Nd:YAG у якасці асяроддзя ўзмацнення ў лазеры DPSS

Лазер DPSS - гэта тып лазера, які выкарыстоўвае цвёрдацельнае ўзмацняльнае асяроддзе (напрыклад, Nd: YAG), якое напампоўваецца паўправадніковым лазерным дыёдам. Гэтая тэхналогія дазваляе ствараць кампактныя, эфектыўныя лазеры, здольныя ствараць высакаякасныя прамяні ў бачным і інфрачырвоным спектры. Каб атрымаць падрабязны артыкул, вы можаце пашукаць у аўтарытэтных навуковых базах даных або выдаўцах, каб знайсці ўсебаковы агляд лазернай тэхналогіі DPSS.

[Звязаны прадукт:Цвёрдацельны лазер з дыёднай накачкай]

Nd:YAG часта выкарыстоўваецца ў якасці ўзмацняльнага асяроддзя ў лазерных модулях з паўправадніковай накачкай па некалькіх прычынах, якія паказваюць розныя даследаванні:

1.Высокая эфектыўнасць і магутнасць: Дызайн і мадэляванне модуля Nd:YAG-лазера з дыёднай бакавой накачкай прадэманстравалі значную эфектыўнасць: Nd:YAG-лазер з дыёднай бакавой напампоўкай забяспечваў максімальную сярэднюю магутнасць 220 Вт пры захаванні пастаяннай энергіі на імпульс у шырокім дыяпазоне частот. Гэта сведчыць аб высокай эфектыўнасці і патэнцыяле высокай магутнасці Nd:YAG-лазераў пры накачцы дыёдамі (Lera et al., 2016).
2.Operational Гнуткасць і надзейнасць: Было паказана, што кераміка Nd:YAG эфектыўна працуе на розных даўжынях хваль, у тым ліку на бяспечных для вачэй даўжынях хваль, з высокай аптычнай эфектыўнасцю. Гэта дэманструе ўніверсальнасць і надзейнасць Nd:YAG у якасці ўзмацняльнай асяроддзя ў розных прымяненнях лазера (Zhang et al., 2013).
3.Даўгавечнасць і якасць прамяня: Даследаванні высокаэфектыўнага лазера Nd:YAG з дыёднай напампоўкай падкрэслілі яго даўгавечнасць і стабільную прадукцыйнасць, што сведчыць аб прыдатнасці Nd:YAG для прымянення, дзе патрабуюцца трывалыя і надзейныя лазерныя крыніцы. У даследаванні паведамляецца аб працяглай працы з больш чым 4,8 х 10^9 стрэлаў без аптычных пашкоджанняў, захоўваючы выдатную якасць прамяня (Coyle et al., 2004).
4.Высокаэфектыўны бесперапынны рэжым працы:Даследаванні прадэманстравалі высокаэфектыўную бесперапынную працу Nd:YAG-лазераў, падкрэсліваючы іх эфектыўнасць у якасці асяроддзя ўзмацнення ў лазерных сістэмах з дыёднай накачкай. Гэта ўключае ў сябе дасягненне высокай эфектыўнасці аптычнага пераўтварэння і эфектыўнасці нахілу, што дадаткова сведчыць аб прыдатнасці Nd:YAG для высокаэфектыўных лазерных прымянення (Zhu et al., 2013).

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

Даведка

Чанг Ю., Су К., Чанг Х. і Чэнь Ю. (2009). Кампактны эфектыўны бяспечны для вачэй лазер з модуляцыяй добротнасці і даўжынёй даўжыні 1525 нм з дыфузійна звязаным крышталем Nd:YVO4 з падвойным канцом у якасці асяроддзя раманаўскага рассеяння. Optics Express, 17 (6), 4330-4335.

Гун, Г., Чэнь, Ю., Лін, Ю., Хуан, Дж., Гун, X., Ло, З., і Хуан, Ю. (2016). Рост і спектраскапічныя ўласцівасці крышталя Er:Yb:KGd(PO3)_4 як перспектыўнага асяроддзя ўзмацнення лазера 155 мкм. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

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

Лера, Р., Вале-Брозас, Ф., Торэс-Пейро, С., Руіс-дэ-ла-Крус, А., Галан, М., Белідо, П., Займец, М., Бенлок, Дж., і Роза, Л. (2016). Мадэляванне профілю ўзмацнення і прадукцыйнасці дыёднага Nd:YAG-лазера QCW з бакавой накачкай. Прыкладная оптыка, 55 (33), 9573-9576.

Чжан, Х., Чэнь, X., Ван, Q., Чжан, X., Чанг, Дж., Гао, Л., Шэнь, Х., Конг, Z., Лю, Z., Тао, X., і Лі, П. (2013). Высокаэфектыўны Nd:YAG керамічны бяспечны для вачэй лазер, які працуе на 1442,8 нм. Optics Letters, 38 (16), 3075-3077.

Койл, Д.Б., Кей, Р., Стайслі, П., і Пуліас, Д. (2004). Эфектыўны, надзейны лазер Nd:YAG з доўгім тэрмінам службы з дыёднай накачкай для касмічнай тапаграфічнай вышыняметрыі расліннасці. Прыкладная оптыка, 43 (27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Высокаэфектыўныя бесперапынныя керамічныя лазеры Nd:YAG на 946 нм. Лісты лазернай фізікі, 10.

Адмова ад адказнасці:

Сапраўдным мы заяўляем, што некаторыя выявы, паказаныя на нашым сайце, сабраны з Інтэрнэту і Вікіпедыі з мэтай садзейнічання адукацыі і абмену інфармацыяй. Мы паважаем правы інтэлектуальнай уласнасці ўсіх стваральнікаў. Выкарыстанне гэтых малюнкаў не прызначана для атрымання камерцыйнай выгады.
Калі вы лічыце, што які-небудзь выкарыстаны кантэнт парушае вашыя аўтарскія правы, звяжыцеся з намі. Мы больш чым гатовыя прыняць адпаведныя меры, у тым ліку выдаленне малюнкаў або прадастаўленне належнага атрыбуцыі, каб забяспечыць захаванне законаў і правілаў аб інтэлектуальнай уласнасці. Наша мэта складаецца ў тым, каб падтрымліваць платформу з багатым кантэнтам, справядлівую і паважаць правы інтэлектуальнай уласнасці іншых.
Калі ласка, звяжыцеся з намі па наступным адрасе электроннай пошты:sales@lumispot.cn. Мы абавязуемся прыняць неадкладныя меры пасля атрымання любога паведамлення і гарантуем 100% супрацоўніцтва ў вырашэнні любых такіх праблем.

Змест: