Παρουσιάζοντας την «Ψυχή» των λέιζερ στερεάς κατάστασης

Παρουσιάζοντας την «Ψυχή» των λέιζερ στερεάς κατάστασης

Mainstreamλέιζερ στερεάς κατάστασηςυλικά

Ο πυρήνας οποιουδήποτε λέιζερ είναι η ουσία εργασίας του λέιζερ και η ουσία εργασίας ενός στερεάς κατάστασηςλέιζερείναι ουσιαστικά στερεό. Τα περισσότερα μέσα λέιζερ στερεάς κατάστασης αποτελούνται από κρυσταλλικές μήτρες και προσμιγμένα άτομα ή ιόντα με δράση λέιζερ, ενώ οι άμορφες (γυάλινες) μήτρες είναι σχετικά σπάνιες. Η τελευταία εξέλιξη στην τεχνολογία κεραμικής παρασκευής αναμένεται να επεκτείνει σημαντικά το πεδίο εφαρμογής των υλικών λέιζερ χαμηλού κόστους και υψηλής ποιότητας, τα οποία μπορούν να κατασκευαστούν σε μέγεθος πολύ μεγαλύτερο από αυτό των κρυσταλλικών υλικών.

Πυρήνας που χρησιμοποιείται συνήθως σε υλικά στερεάς κατάστασης λέιζερ

Ρουμπίνι: Η χημική του σύνθεση είναι οξείδιο του αργιλίου με προσμίξεις χρωμίου (Cr:Al₂O₃). Τα τεχνητά ρουμπίνια έχουν παρόμοια χημική σύνθεση με τα ρουμπίνια ποιότητας πολύτιμων λίθων, αλλά είναι υψηλότερης καθαρότητας και ποιότητας. Εμφανίζονται ροζ και έχουν μήκος κύματος λέιζερ 694,3 νανόμετρα.

2. Γρανάτης αλουμινίου ύττριο με προσμίξεις νεοδυμίου (Nd:YAG): Τεχνητός κρύσταλλος, με μήκος κύματος λέιζερ 1064 νανόμετρα, ανήκει στο εγγύς υπέρυθρο φως και είναι εντελώς αόρατος και μη ασφαλής για τα μάτια. Το Nd:YAG είναι σήμερα το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό λέιζερ στερεάς κατάστασης, ξεπερνώντας κατά πολύ το ρουμπίνι. Ο βασικός λόγος είναι ότι το όριο λέιζερ είναι χαμηλότερο και μπορεί να επιτύχει υψηλότερη ενέργεια εξόδου με την ίδια ενέργεια εισόδου.

3. Βαναδικό ύττριο με προσμίξεις νεοδυμίου (Nd:YVO₄) Συχνά αναφέρεται απλώς ως «βαναδικό», και έχει γίνει το προτιμώμενο υλικό για λέιζερ στερεάς κατάστασης χαμηλής έως μεσαίας ισχύος (έως και αρκετά watt) με διοδική αντλία λόγω της μεγάλης διατομής διεγερμένης εκπομπής, του χαμηλού κατωφλίου λέιζερ και των χαρακτηριστικών πολωμένης εξόδου. Τα λειτουργικά μήκη κύματος είναι 1064 νανόμετρα και 1340 νανόμετρα, και μετά τον διπλασιασμό της συχνότητας, μπορεί να εξάγει λέιζερ με μήκη κύματος 532 νανόμετρα και 670 νανόμετρα.

4. Γυαλί με προσμίξεις νεοδυμίου (Nd:Glass): Χρησιμοποιώντας άμορφο γυαλί ως μήτρα, οι ιδιότητες λέιζερ του είναι παρόμοιες με αυτές του Nd:YAG. Το βασικό του μειονέκτημα είναι ότι η θερμική του αγωγιμότητα είναι σχετικά χαμηλή, μόνο το 1/10 αυτής ενός κρυστάλλου, γεγονός που καθιστά δύσκολη την ψύξη του σε εφαρμογές υψηλής ισχύος. Ωστόσο, το πλεονέκτημά του έγκειται στο γεγονός ότι μπορεί να μετατραπεί σε μέσο λέιζερ με διάμετρο που υπερβαίνει το ένα πόδι, ελέγχοντας αποτελεσματικά την ενεργειακή πυκνότητα, αποφεύγοντας τη ζημιά στα οπτικά εξαρτήματα σε επίπεδο κιλοτζάουλ.παλμικό λέιζερ, και με σχετικά χαμηλό κόστος.

Άλλα σημαντικά υλικά λέιζερ στερεάς κατάστασης, υλικά με προσμίξεις ερβίου: συμπεριλαμβανομένου του γρανάτη αλουμινίου υττρίου με προσμίξεις ερβίου (Er:YAG, μήκος κύματος εξόδου 2940 νανόμετρα) και του γυαλιού με προσμίξεις ερβίου (Er:Glass, μήκος κύματος εξόδου 1540 νανόμετρα). Υλικά με προσμίξεις όλμιου: συμπεριλαμβανομένου του γρανάτη αλουμινίου υττρίου με προσμίξεις όλμιου (Ho:YAG), του φθοριούχου υττρίου λιθίου με προσμίξεις όλμιου (Ho:YLF) και του γυαλιού με προσμίξεις όλμιου (Ho:glass, μήκος κύματος εξόδου 2000 έως 2100 νανόμετρα). Υλικά με προσμίξεις θουλίου: συμπεριλαμβανομένου του γρανάτη αλουμινίου υττρίου με προσμίξεις θουλίου (Tm:YAG), του γρανάτη αλουμινίου λουτεσίου με προσμίξεις θουλίου (Tm:LuAG) και του φθοριούχου υττρίου λιθίου με προσμίξεις θουλίου-όλμιου (Tm,Ho:YLF, μήκος κύματος εξόδου 2000 έως 2030 νανόμετρα). Υλικά με προσμίξεις υττερβίου: όπως το βολφραμικό κάλιο-γαδολίνιο με προσμίξεις υττερβίου (Yb:KGW, μήκος κύματος εξόδου 1025 έως 1045 νανόμετρα). Αλεξανδρίτης (μήκος κύματος εξόδου 655 έως 815 νανόμετρα). Ζαφείρι με προσμίξεις τιτανίου (Ti:Ζαφείρι, μήκος κύματος εξόδου 840 έως 1100 νανόμετρα)