Uutiset - Miksi käytämme Nd: YAG-kidettä vahvistusvälineenä DPSS-laserissa?

Tilaa sosiaalinen mediamme saadaksesi pikaviestejä

Mikä on Laser Gain Medium?

Laservahvistusväliaine on materiaali, joka vahvistaa valoa stimuloidulla emissiolla. Kun väliaineen atomit tai molekyylit viritetään korkeammalle energiatasolle, ne voivat lähettää tietyn aallonpituuden fotoneja palatessaan alhaisempaan energiatilaan. Tämä prosessi vahvistaa väliaineen läpi kulkevaa valoa, mikä on olennaista lasertoiminnan kannalta.

[Aiheeseen liittyvä blogi:Laserin tärkeimmät komponentit]

Mikä on tavallinen voittoväline?

Vahvistusmediaa voidaan vaihdella, mukaan lukienkaasut, nesteet (värit), kiinteät aineet(harvinaisen maametallin tai siirtymämetalli-ioneilla seostetut kiteet tai lasit) ja puolijohteet.Solid-state laseritKäytä esimerkiksi usein kiteitä, kuten Nd: YAG (neodyymi-seostettu yttrium-alumiinigranaatti) tai harvinaisten maametallien elementeillä seostettuja laseja. Värilaserit käyttävät orgaanisia väriaineita liuotettuina liuottimiin ja kaasulaserit kaasuja tai kaasuseoksia.

Lasersangot (vasemmalta oikealle): Ruby, Alexandrite, Er:YAG, Nd:YAG

Erot Nd (neodyymi), Er (Erbium) ja Yb (Ytterbium) välillä vahvistusväliaineina

liittyvät ensisijaisesti niiden emissioaallonpituuksiin, energiansiirtomekanismeihin ja sovelluksiin, erityisesti seostettujen lasermateriaalien yhteydessä.

Emission aallonpituudet:

- Erbium: Erbium säteilee tyypillisesti 1,55 µm, mikä on silmäturvallisella alueella ja erittäin hyödyllinen tietoliikennesovelluksissa sen vähäisen valokuituhäviön vuoksi (Gong et al., 2016).

- Yb: Ytterbium emittoi usein noin 1,0–1,1 µm, mikä tekee siitä sopivan monenlaisiin sovelluksiin, mukaan lukien suuritehoiset laserit ja vahvistimet. Yb:tä käytetään usein Er:n herkistäjänä parantamaan Er-seostettujen laitteiden tehokkuutta siirtämällä energiaa Yb:stä Er:ään.

- Nd: Neodyymi-seostetut materiaalit emittoivat tyypillisesti noin 1,06 µm. Esimerkiksi Nd:YAG tunnetaan tehokkuudestaan ja sitä käytetään laajasti sekä teollisissa että lääketieteellisissä lasereissa (Y. Chang et al., 2009).

Energiansiirtomekanismit:

- Er:n ja Yb:n yhteisseostus: Erin ja Yb:n yhteisseostaminen isäntäväliaineessa on hyödyllistä päästön lisäämiseksi alueella 1,5-1,6 µm. Yb toimii tehokkaana Er:n herkistäjänä absorboimalla pumpun valoa ja siirtämällä energiaa Er-ioneihin, mikä johtaa vahvistuneeseen emissioon tietoliikennekaistalla. Tämä energiansiirto on ratkaisevan tärkeää Er-seostettujen kuituvahvistimien (EDFA) toiminnalle (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd ei tyypillisesti vaadi Yb:n kaltaista herkistävää ainetta Er-seostetuissa järjestelmissä. Nd:n tehokkuus johtuu sen suorasta pumpun valon absorptiosta ja sitä seuraavasta emissiosta, mikä tekee siitä yksinkertaisen ja tehokkaan laservahvistusvälineen.

Sovellukset:

- Er:Käytetään ensisijaisesti tietoliikenteessä, koska sen säteily on 1,55 µm, mikä vastaa piidioksidioptisten kuitujen minimihäviöikkunaa. Er-seostetut vahvistusvälineet ovat kriittisiä optisille vahvistimille ja lasereille pitkän matkan kuituoptisissa viestintäjärjestelmissä.

- Yb:Käytetään usein suuritehoisissa sovelluksissa suhteellisen yksinkertaisen elektronisen rakenteensa vuoksi, joka mahdollistaa tehokkaan diodipumppauksen ja suuren tehon. Yb-seostettuja materiaaleja käytetään myös parantamaan Er-seostettujen järjestelmien suorituskykyä.

- Nd: Soveltuu hyvin monenlaisiin sovelluksiin teollisesta leikkauksesta ja hitsauksesta lääketieteellisiin lasereihin. Nd:YAG-laserit ovat erityisen arvostettuja tehokkuutensa, tehonsa ja monipuolisuutensa vuoksi.

Miksi valitsimme Nd:YAG:n vahvistusvälineeksi DPSS-laserissa

DPSS-laser on eräänlainen laser, joka käyttää puolijohdelaserdiodin pumppaamaa solid-state-vahvistusväliainetta (kuten Nd: YAG). Tämä tekniikka mahdollistaa pienikokoiset ja tehokkaat laserit, jotka pystyvät tuottamaan korkealaatuisia säteitä näkyvästä infrapuna-spektriin. Yksityiskohtaisen artikkelin saamiseksi voit etsiä kattavia DPSS-lasertekniikan katsauksia hyvämaineisista tieteellisistä tietokannoista tai julkaisijasta.

[Aiheeseen liittyvä tuote:Diodipumpattu puolijohdelaser]

Nd:YAG:ta käytetään usein vahvistusväliaineena puolijohdepumpattavissa lasermoduuleissa useista syistä, kuten useissa tutkimuksissa on korostettu:

1.High Efficiency and Power Output: Diodipuolelta pumpattavan Nd:YAG-lasermoduulin suunnittelu ja simulaatiot osoittivat merkittävää tehokkuutta, ja diodipuolelta pumpattava Nd:YAG-laser tarjosi 220 W:n keskimääräisen enimmäistehon säilyttäen samalla vakioenergian pulssia kohden laajalla taajuusalueella. Tämä osoittaa Nd:YAG-laserien korkean hyötysuhteen ja potentiaalin suureen tehoon, kun niitä pumpataan diodilla (Lera et al., 2016).
2. Toiminnan joustavuus ja luotettavuus: Nd:YAG-keramiikan on osoitettu toimivan tehokkaasti eri aallonpituuksilla, mukaan lukien silmälle turvalliset aallonpituudet, korkealla optisesta optiseen tehokkuuteen. Tämä osoittaa Nd:YAG:n monipuolisuuden ja luotettavuuden vahvistusvälineenä erilaisissa lasersovelluksissa (Zhang et al., 2013).
3. Pitkäikäisyys ja säteen laatu: Erittäin tehokkaan, diodipumpatun Nd:YAG-laserin tutkimus korosti sen pitkäikäisyyttä ja tasaista suorituskykyä, mikä osoittaa Nd:YAG:n soveltuvuuden sovelluksiin, jotka vaativat kestäviä ja luotettavia laserlähteitä. Tutkimus raportoi pidennetyn toiminnan yli 4,8 x 10^9 laukauksella ilman optisia vaurioita, mikä säilyttää erinomaisen säteen laadun (Coyle et al., 2004).
4. Erittäin tehokas jatkuvan aallon toiminta:Tutkimukset ovat osoittaneet Nd:YAG-laserien erittäin tehokkaan jatkuvan aallon (CW) toiminnan, mikä korostaa niiden tehokkuutta vahvistusväliaineena diodipumppuisissa laserjärjestelmissä. Tämä sisältää korkean optisen muunnostehokkuuden ja kaltevuushyötysuhteen saavuttamisen, mikä todistaa edelleen Nd:YAG:n soveltuvuuden korkean hyötysuhteen lasersovelluksiin (Zhu et al., 2013).

Korkean hyötysuhteen, tehon, toiminnan joustavuuden, luotettavuuden, pitkäikäisyyden ja erinomaisen säteen laadun yhdistelmä tekee Nd:YAG:sta suositellun vahvistusvälineen puolijohdepumpattavissa lasermoduuleissa monenlaisiin sovelluksiin.

Viite

Chang, Y., Su, K., Chang, H. ja Chen, Y. (2009). Kompakti tehokas Q-kytketty silmäturvallinen laser aallonpituudella 1525 nm, kaksipääteisellä diffuusiosidoksella Nd:YVO4-kiteellä itse-Raman-väliaineena. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Er:Yb:KGd(PO3)_4-kiteen kasvu- ja spektroskopiset ominaisuudet lupaavana 155 µm:n laservahvistusväliaineena. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Kokeellinen malli Er/Yb-vahvistusväliaineesta kuituvahvistimille ja lasereille. 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). Diodisivupumpun QCW Nd:YAG laserin vahvistusprofiilin ja suorituskyvyn simulaatiot. 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). Tehokas Nd:YAG keraaminen silmille turvallinen laser, joka toimii aallonpituudella 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Tehokas, luotettava, pitkäikäinen, diodipumppuinen Nd:YAG-laser avaruuspohjaiseen kasvillisuuden topografiseen korkeusmittaukseen. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D. ja Duan, Y. (2013). Erittäin tehokkaat jatkuvan aallon Nd:YAG keraamiset laserit 946 nm:ssä. Laser Physics Letters, 10.

Vastuuvapauslauseke:

Vakuutamme täten, että osa verkkosivuillamme näytetyistä kuvista on kerätty Internetistä ja Wikipediasta koulutuksen ja tiedon jakamisen edistämiseksi. Kunnioitamme kaikkien tekijöiden immateriaalioikeuksia. Näiden kuvien käyttö ei ole tarkoitettu kaupalliseen hyötyyn.
Jos uskot, että jokin käytetty sisältö loukkaa tekijänoikeuksiasi, ota meihin yhteyttä. Olemme enemmän kuin valmiita ryhtymään asianmukaisiin toimenpiteisiin, mukaan lukien kuvien poistaminen tai asianmukaisten tietojen antaminen varmistaaksemme immateriaalioikeuksia koskevien lakien ja määräysten noudattamisen. Tavoitteemme on ylläpitää alustaa, joka on sisällöltään runsas, oikeudenmukainen ja kunnioittaa muiden immateriaalioikeuksia.
Ota meihin yhteyttä seuraavaan sähköpostiosoitteeseen:sales@lumispot.cn. Sitoudumme ryhtymään välittömästi toimiin ilmoituksen saatuamme ja takaamme 100 % yhteistyön tällaisten ongelmien ratkaisemisessa.

Sisällysluettelo: