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

Pretplatite se na naše društvene mreže za brzu objavu

Što je medij za lasersko pojačanje?

Medij za lasersko pojačanje je materijal koji pojačava svjetlost stimuliranom emisijom. Kada su atomi ili molekule medija pobuđeni na više energetske razine, mogu emitirati fotone određene valne duljine kada se vraćaju u stanje niže energije. Ovaj proces pojačava svjetlost koja prolazi kroz medij, što je temeljno za rad lasera.

[Povezani blog:Ključne komponente lasera]

Koji je uobičajeni medij pojačanja?

Sredstvo pojačanja može se mijenjati, uključujućiplinovi, tekućine (boje), čvrste tvari(kristali ili stakla dopirani ionima rijetkih zemalja ili prijelaznih metala) i poluvodiči.Solid-state laseri, na primjer, često koriste kristale poput Nd: YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet) ili stakla dopirana elementima rijetke zemlje. Laseri s bojama koriste organske boje otopljene u otapalima, a plinski laseri koriste plinove ili mješavine plinova.

Laserske šipke (s lijeva na desno): Rubin, Aleksandrit, Er:YAG, Nd:YAG

Razlike između Nd (neodimija), Er (erbija) i Yb (iterija) kao medija za pojačanje

prvenstveno se odnose na njihove valne duljine emisije, mehanizme prijenosa energije i primjene, 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 et al., 2016.).

- Yb: Iterbij često emitira oko 1,0 do 1,1 µm, što ga čini prikladnim za širok raspon primjena, uključujući lasere i pojačala velike snage. 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 neodimijem obično emitiraju oko 1,06 µm. Nd:YAG, na primjer, poznat je po svojoj učinkovitosti i naširoko se koristi u industrijskim i medicinskim laserima (Y. Chang et al., 2009.).

Mehanizmi prijenosa energije:

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

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

Prijave:

- Er:Primarno se koristi u telekomunikacijama zbog svoje emisije na 1,55 µm, što se poklapa s prozorom minimalnih gubitaka silicijevih optičkih vlakana. Er-dopirani mediji za pojačanje kritični su za optička pojačala i lasere u komunikacijskim sustavima s optičkim vlaknima na velikim udaljenostima.

- Yb:Često se koristi u aplikacijama velike snage zbog svoje relativno jednostavne elektroničke strukture koja omogućuje učinkovito pumpanje diode i veliku izlaznu snagu. Yb-dopirani materijali također se koriste za poboljšanje performansi Er-dopiranih sustava.

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

Zašto smo odabrali Nd:YAG kao medij pojačanja u DPSS laseru

DPSS laser vrsta je lasera koji koristi medij čvrstog stanja (poput Nd:YAG) koji pumpa poluvodička laserska dioda. Ova tehnologija omogućuje kompaktne, učinkovite lasere koji mogu proizvoditi visokokvalitetne zrake u vidljivom do infracrvenom spektru. Za detaljan članak, razmislite o pretraživanju uglednih znanstvenih baza podataka ili izdavača za sveobuhvatne recenzije o DPSS laserskoj tehnologiji.

[Srodni proizvod:Solid-state laser s diodnom pumpom]

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

1. Visoka učinkovitost i izlazna snaga: Dizajn i simulacije Nd:YAG laserskog modula s diodnom bočnom pumpom pokazali su značajnu učinkovitost, pri čemu Nd:YAG laser s diodnom bočnom pumpom pruža najveću 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 ih pumpaju diode (Lera et al., 2016.).
2. Operativna fleksibilnost i pouzdanost: Nd:YAG keramika pokazala se da učinkovito radi na različitim valnim duljinama, uključujući valne duljine koje su sigurne za oči, s visokom optičkom učinkovitošću. Ovo pokazuje svestranost i pouzdanost Nd:YAG-a kao medija za pojačanje u različitim laserskim primjenama (Zhang et al., 2013.).
3. Dugovječnost i kvaliteta grede: Istraživanje visokoučinkovitog Nd:YAG lasera s diodnom pumpom naglasilo je njegovu dugovječnost i dosljednu izvedbu, ukazujući 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 optičkog oštećenja, uz održavanje izvrsne kvalitete snopa (Coyle et al., 2004.).
4. Visoko učinkovit rad s kontinuiranim valom:Studije su pokazale visoko učinkovit kontinuirani (CW) rad Nd:YAG lasera, naglašavajući njihovu učinkovitost kao medija za pojačanje u laserskim sustavima s diodnom pumpom. To uključuje postizanje visoke učinkovitosti optičke pretvorbe i učinkovitosti nagiba, dodatno potvrđujući prikladnost Nd:YAG za visokoučinkovite laserske primjene (Zhu et al., 2013.).

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

Referenca

Chang, Y., Su, K., Chang, H. i Chen, Y. (2009). Kompaktni učinkovit laser s Q-sklopkom siguran za oči na 1525 nm s dvostranim difuzijskim kristalom Nd:YVO4 kao samoramanskim medijem. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., i 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.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Eksperimentalni model medija pojačanja Er/Yb za optička pojačala i lasere. Časopis Američkog optičkog društva 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., i Li, P. (2013). Visokoučinkovit 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, dugotrajni Nd:YAG laser s diodnom pumpom za topografsku visinomjernost vegetacije u svemiru. Primijenjena optika, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D. i Duan, Y. (2013.). Visoko učinkoviti Nd:YAG keramički laseri s kontinuiranim valom na 946 nm. Pisma o laserskoj fizici, 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 kreatora. Korištenje ovih slika nije namijenjeno za komercijalnu dobit.
Ako smatrate da neki od korištenih sadržaja krši vaša autorska prava, kontaktirajte nas. Više smo nego voljni poduzeti odgovarajuće mjere, uključujući uklanjanje slika ili pružanje odgovarajuće atribucije, kako bismo osigurali usklađenost sa zakonima i propisima o intelektualnom vlasništvu. Naš cilj je održavati platformu koja je bogata sadržajem, poštena i poštuje prava intelektualnog vlasništva drugih.
Molimo kontaktirajte nas na sljedeću adresu e-pošte:sales@lumispot.cn. Obvezujemo se da ćemo odmah poduzeti radnje po primitku bilo kakve obavijesti i jamčimo 100% suradnju u rješavanju takvih problema.

Sadržaj: