Vijesti - Zašto koristimo Nd:YAG kristal kao pojačavajući medij u DPSS laseru?

Pretplatite se na naše društvene mreže za brze objave

Što je laserski medij za pojačanje?

Laserski medij je materijal koji pojačava svjetlost stimuliranom emisijom. Kada su atomi ili molekule medija pobuđeni na više energetske razine, mogu emitirati fotone određene valne duljine pri povratku u niže energetsko stanje. Ovaj proces pojačava svjetlost koja prolazi kroz medij, što je temeljno za rad lasera.

[Povezani blog:]Ključne komponente lasera]

Koji je uobičajeni srednji dobitak?

Sredstvo pojačanja može biti raznoliko, uključujućiplinovi, tekućine (boje), čvrste tvari(kristali ili stakla dopirana ionima rijetkih zemalja ili prijelaznih metala) i poluvodiči.Laseri u čvrstom stanju, na primjer, često koriste kristale poput Nd:YAG (neodimom dopiranog itrijevog aluminijevog granata) ili stakla dopirana rijetkim zemnim elementima. Laseri s bojama koriste organske boje otopljene u otapalima, a plinski laseri koriste plinove ili smjese plinova.

Laserske šipke (s lijeva na desno): rubin, aleksandrit, Er:YAG, Nd:YAG

Razlike između Nd (neodimija), Er (erbija) i Yb (iterbija) kao pojačavajućih medija

prvenstveno se odnose na njihove valne duljine emisije, mehanizme prijenosa energije i primjenu, posebno u kontekstu dopiranih laserskih materijala.

Valne duljine emisije:

- Er: Erbij obično emitira na 1,55 µm, što je u području sigurnom za oči i vrlo korisno za telekomunikacijske primjene zbog niskih gubitaka u optičkim vlaknima (Gong i sur., 2016.).

- Yb: Iterbij često emitira oko 1,0 do 1,1 µm, što ga čini pogodnim za širok raspon primjena, uključujući lasere velike snage i pojačala. Yb se često koristi kao senzibilizator za Er kako bi se poboljšala učinkovitost uređaja dopiranih Er prijenosom energije s Yb na Er.

- Nd: Materijali dopirani neodimom obično emitiraju oko 1,06 µm. Nd:YAG, na primjer, poznat je po svojoj učinkovitosti i široko se koristi u industrijskim i medicinskim laserima (Y. Chang i sur., 2009.).

Mehanizmi prijenosa energije:

- Er i Yb ko-dopiranje: Ko-dopiranje Er i Yb u mediju domaćinu korisno je za pojačanje emisije u rasponu od 1,5-1,6 µm. Yb djeluje kao učinkovit senzibilizator za Er apsorbirajući svjetlost pumpe i prenoseći energiju na Er ione, što dovodi do pojačane emisije u telekomunikacijskom pojasu. Ovaj prijenos energije ključan je za rad Er-dopiranih vlaknastih pojačala (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd obično ne zahtijeva senzibilizator poput Yb u sustavima dopiranim Er. Učinkovitost Nd-a proizlazi iz njegove izravne apsorpcije svjetlosti pumpe i naknadne emisije, što ga čini jednostavnim i učinkovitim medijem za lasersko pojačanje.

Primjene:

- Er:Primarno se koristi u telekomunikacijama zbog emisije na 1,55 µm, što se poklapa s minimalnim prozorom gubitaka silicijevih optičkih vlakana. Er-dopirani mediji za pojačanje ključni su za optička pojačala i lasere u optičkim komunikacijskim sustavima na velike udaljenosti.

- Yb:Često se koristi u primjenama velike snage zbog svoje relativno jednostavne elektroničke strukture koja omogućuje učinkovito diodno pumpanje i visoku izlaznu snagu. Materijali dopirani Yb-om također se koriste za poboljšanje performansi sustava dopiranih Er-om.

- NdDobro prilagođeni za širok raspon primjena, od industrijskog rezanja i zavarivanja do medicinskih lasera. Nd:YAG laseri su posebno cijenjeni zbog svoje učinkovitosti, snage i svestranosti.

Zašto smo odabrali Nd:YAG kao pojačavajući medij u DPSS laseru?

DPSS laser je vrsta lasera koji koristi čvrsto-stacionarni medij za pojačanje (poput Nd:YAG) pumpan poluvodičkom laserskom diodom. Ova tehnologija omogućuje kompaktne, učinkovite lasere sposobne za proizvodnju visokokvalitetnih zraka u vidljivom do infracrvenom spektru. Za detaljan članak, možete pretražiti ugledne znanstvene baze podataka ili izdavače za sveobuhvatne recenzije DPSS laserske tehnologije.

[Povezani proizvod:]Diodno pumpani laser u čvrstom stanju]

Nd:YAG se često koristi kao pojačavajući medij u poluvodičkim laserskim modulima iz nekoliko razloga, što je istaknuto u raznim studijama:

1. Visoka učinkovitost i izlazna snagaDizajn i simulacije Nd:YAG laserskog modula s diodnim bočno pumpanjem pokazali su značajnu učinkovitost, pri čemu je Nd:YAG laser s diodnim bočno pumpanjem osigurao maksimalnu prosječnu snagu od 220 W uz održavanje konstantne energije po impulsu u širokom frekvencijskom rasponu. To ukazuje na visoku učinkovitost i potencijal za veliku izlaznu snagu Nd:YAG lasera kada se pumpaju diodama (Lera i sur., 2016.).
2. Operativna fleksibilnost i pouzdanostPokazalo se da Nd:YAG keramika učinkovito radi na različitim valnim duljinama, uključujući valne duljine sigurne za oči, s visokom optičko-optičkom učinkovitošću. To pokazuje svestranost i pouzdanost Nd:YAG-a kao medija za pojačanje u različitim laserskim primjenama (Zhang i sur., 2013.).
3. Dugovječnost i kvaliteta snopaIstraživanje visoko učinkovitog, diodno pumpanog Nd:YAG lasera naglasilo je njegovu dugovječnost i dosljedne performanse, što ukazuje na prikladnost Nd:YAG-a za primjene koje zahtijevaju izdržljive i pouzdane laserske izvore. Studija je izvijestila o produljenom radu s više od 4,8 x 10^9 snimaka bez optičkih oštećenja, održavajući izvrsnu kvalitetu snopa (Coyle i sur., 2004.).
4. Visoko učinkovit rad kontinuiranog vala:Studije su pokazale visoko učinkovit rad Nd:YAG lasera u kontinuiranom valu (CW), ističući njihovu učinkovitost kao pojačavajućeg medija u laserskim sustavima s diodnom pumpom. To uključuje postizanje visoke učinkovitosti optičke pretvorbe i učinkovitosti nagiba, što dodatno potvrđuje prikladnost Nd:YAG-a za visokoučinkovite laserske primjene (Zhu i sur., 2013.).

Kombinacija visoke učinkovitosti, izlazne snage, operativne fleksibilnosti, pouzdanosti, dugovječnosti i izvrsne kvalitete snopa čini Nd:YAG preferiranim medijem za pojačanje u poluvodički pumpanim laserskim modulima za širok raspon primjena.

Referenca

Chang, Y., Su, K., Chang, H. i Chen, Y. (2009). Kompaktni i učinkoviti laser s Q-prekidačem, siguran za oči, na 1525 nm s dvostruko difuzijski vezanim Nd:YVO4 kristalom kao vlastitim Ramanovim medijem. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Rast i spektroskopska svojstva kristala Er:Yb:KGd(PO3)_4 kao obećavajućeg medija za lasersko pojačanje od 155 µm. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokih, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV i Butov, O. (2023). Eksperimentalni model Er/Yb medija pojačanja za vlaknasta pojačala i lasere. 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., i Roso, L. (2016.). Simulacije profila pojačanja i performansi QCW Nd:YAG lasera s diodnom bočnom pumpom. Primijenjena optika, 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). Visokoučinkoviti Nd:YAG keramički laser siguran za oči koji radi na 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P. i Poulios, D. (2004). Učinkovit, pouzdan, dugotrajan, diodno pumpani Nd:YAG laser za svemirsku topografsku altimetriju vegetacije. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D. i Duan, Y. (2013). Visoko učinkoviti Nd:YAG keramički laseri kontinuiranog vala na 946 nm. Laser Physics Letters, 10.

Odricanje:

Ovime izjavljujemo da su neke od slika prikazanih na našoj web stranici prikupljene s interneta i Wikipedije, s ciljem promicanja obrazovanja i dijeljenja informacija. Poštujemo prava intelektualnog vlasništva svih autora. Korištenje ovih slika nije namijenjeno komercijalnoj dobiti.
Ako smatrate da bilo koji od korištenih sadržaja krši vaša autorska prava, kontaktirajte nas. Više smo nego spremni poduzeti odgovarajuće mjere, uključujući uklanjanje slika ili navođenje odgovarajućeg izvora, kako bismo osigurali usklađenost sa zakonima i propisima o intelektualnom vlasništvu. Naš je cilj održavati platformu koja je bogata sadržajem, poštena i poštuje prava intelektualnog vlasništva drugih.
Molimo kontaktirajte nas na sljedeću adresu e-pošte:sales@lumispot.cnObvezujemo se poduzeti hitne mjere po primitku bilo kakve obavijesti i jamčimo 100%-tnu suradnju u rješavanju takvih problema.

Sadržaj：