Lajme - Pse po përdorim kristalin Nd:YAG si medium përforcues në lazerin DPSS?

Regjistrohuni në rrjetet tona sociale për postime të shpejta

Çfarë është një medium për përforcim me lazer?

Një medium me përforcues lazeri është një material që amplifikon dritën me anë të emetimit të stimuluar. Kur atomet ose molekulat e mediumit ngacmohen në nivele më të larta energjie, ato mund të emetojnë fotone të një gjatësie vale të caktuar kur kthehen në një gjendje më të ulët energjie. Ky proces amplifikon dritën që kalon nëpër medium, gjë që është themelore për funksionimin e lazerit.

[Blog i lidhur:Komponentët kryesorë të lazerit]

Cili është mediumi i zakonshëm i fitimit?

Mjeti i fitimit mund të jetë i ndryshëm, duke përfshirëgazra, lëngje (ngjyrues), trupa të ngurtë(kristale ose qelqe të dopuara me jone të metaleve të rralla ose të metaleve kalimtare) dhe gjysmëpërçues.Lazerë në gjendje të ngurtë, për shembull, shpesh përdorin kristale si Nd: YAG (Garnet alumini i itriumit i dopuar me neodymium) ose qelqe të dopuara me elementë të rrallë të tokës. Lazerët me ngjyra përdorin ngjyra organike të tretura në tretës, ndërsa lazerët me gaz përdorin gazra ose përzierje gazesh.

Shufra lazeri (nga e majta në të djathtë): Rubin, Aleksandrit, Er:YAG, Nd:YAG

Dallimet midis Nd (Neodymium), Er (Erbium) dhe Yb (Yterbium) si mediume përforcimi

kryesisht lidhen me gjatësitë e valëve të emetimit të tyre, mekanizmat e transferimit të energjisë dhe zbatimet, veçanërisht në kontekstin e materialeve lazer të dopuara.

Gjatësitë e valëve të emetimit:

- Erbiumi: Erbiumi zakonisht lëshon në 1.55 µm, që është në rajonin e sigurt për sytë dhe shumë i dobishëm për aplikimet e telekomunikacionit për shkak të humbjes së ulët në fibrat optike (Gong et al., 2016).

- Yb: Iterbiumi shpesh lëshon rreth 1.0 deri në 1.1 µm, duke e bërë atë të përshtatshëm për një gamë të gjerë aplikimesh, duke përfshirë lazerët dhe amplifikatorët me fuqi të lartë. Yb përdoret shpesh si një sensibilizues për Er për të rritur efikasitetin e pajisjeve të dopuara me Er duke transferuar energji nga Yb në Er.

- Nd: Materialet e dopuara me neodymium zakonisht lëshojnë rreth 1.06 µm. Nd:YAG, për shembull, është i njohur për efikasitetin e tij dhe përdoret gjerësisht si në lazerët industrialë ashtu edhe në ata mjekësorë (Y. Chang et al., 2009).

Mekanizmat e Transferimit të Energjisë:

- Bashkë-dopimi i Er dhe Yb: Bashkë-dopimi i Er dhe Yb në një mjedis pritës është i dobishëm për rritjen e emetimit në diapazonin 1.5-1.6 µm. Yb vepron si një sensibilizues efikas për Er duke thithur dritën e pompës dhe duke transferuar energji te jonet e Er, duke çuar në emetim të amplifikuar në brezin e telekomunikacionit. Ky transferim energjie është thelbësor për funksionimin e amplifikatorëve me fibra të dopuar me Er (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd zakonisht nuk kërkon një sensibilizues si Yb në sistemet e dopuara me Er. Efikasiteti i Nd rrjedh nga thithja e drejtpërdrejtë e dritës së pompës dhe emetimi pasues, duke e bërë atë një medium të drejtpërdrejtë dhe efikas të fitimit me lazer.

Aplikimet:

- Er:Përdoret kryesisht në telekomunikacion për shkak të emetimit të tij në 1.55 µm, që përkon me dritaren minimale të humbjeve të fibrave optike të silicës. Mjetet e fitimit të dopuara me Er janë kritike për amplifikatorët optikë dhe lazerët në sistemet e komunikimit me fibra optike në distanca të gjata.

- Yb:Përdoret shpesh në aplikime me fuqi të lartë për shkak të strukturës së tij elektronike relativisht të thjeshtë që lejon pompim efikas të diodës dhe prodhim të lartë të fuqisë. Materialet e dopuara me Yb përdoren gjithashtu për të përmirësuar performancën e sistemeve të dopuara me Er.

- NdI përshtatshëm për një gamë të gjerë aplikimesh, nga prerja dhe saldimi industrial deri te lazerët mjekësorë. Lazerët Nd:YAG vlerësohen veçanërisht për efikasitetin, fuqinë dhe shkathtësinë e tyre.

Pse zgjodhëm Nd:YAG si medium përforcues në lazerin DPSS

Një lazer DPSS është një lloj lazeri që përdor një medium fitimi në gjendje të ngurtë (si Nd: YAG) të pompuar nga një diodë lazeri gjysmëpërçues. Kjo teknologji lejon lazerë kompaktë dhe efikasë të aftë për të prodhuar rreze me cilësi të lartë në spektrin e dukshëm deri në infra të kuqe. Për një artikull të detajuar, mund të merrni në konsideratë kërkimin nëpër baza të dhënash shkencore ose botues me reputacion të mirë për rishikime gjithëpërfshirëse mbi teknologjinë e lazerit DPSS.

[Produkt i lidhur:]Lazer në gjendje të ngurtë me pompë diode]

Nd:YAG përdoret shpesh si medium përforcues në modulet lazer të pompuara me gjysmëpërçues për disa arsye, siç theksohet nga studime të ndryshme:

1. Efikasitet i lartë dhe prodhim fuqieNjë projektim dhe simulime të një moduli lazeri Nd:YAG me pompë anësore të diodës treguan efikasitet të konsiderueshëm, me një lazer Nd:YAG me pompë anësore të diodës që ofronte një fuqi mesatare maksimale prej 220 W duke ruajtur energji konstante për puls në një diapazon të gjerë frekuencash. Kjo tregon efikasitetin e lartë dhe potencialin për prodhim të lartë të fuqisë së lazerëve Nd:YAG kur pompohen nga diodat (Lera et al., 2016).
2. Fleksibiliteti dhe Besueshmëria OperacionaleQeramika Nd:YAG ka treguar se funksionon në mënyrë efikase në gjatësi vale të ndryshme, duke përfshirë gjatësi vale të sigurta për syrin, me efikasitet të lartë optik-optik. Kjo tregon shkathtësinë dhe besueshmërinë e Nd:YAG si një medium fitimi në aplikime të ndryshme lazeri (Zhang et al., 2013).
3. Jetëgjatësia dhe Cilësia e RrezesHulumtimi mbi një lazer Nd:YAG me efikasitet të lartë, me pompë diode, theksoi jetëgjatësinë dhe performancën e tij të qëndrueshme, duke treguar përshtatshmërinë e Nd:YAG për aplikimet që kërkojnë burime lazeri të qëndrueshme dhe të besueshme. Studimi raportoi funksionim të zgjatur me më shumë se 4.8 x 10^9 të shtëna pa dëmtime optike, duke ruajtur cilësi të shkëlqyer të rrezes (Coyle et al., 2004).
4. Funksionim me valë të vazhdueshme me efikasitet të lartë:Studimet kanë demonstruar funksionimin shumë efikas me valë të vazhdueshme (CW) të lazerëve Nd:YAG, duke theksuar efektivitetin e tyre si një medium fitimi në sistemet lazer me pompë diodike. Kjo përfshin arritjen e efikasiteteve të larta të konvertimit optik dhe efikasiteteve të pjerrësisë, duke dëshmuar më tej përshtatshmërinë e Nd:YAG për aplikimet lazer me efikasitet të lartë (Zhu et al., 2013).

Kombinimi i efikasitetit të lartë, fuqisë së prodhimit, fleksibilitetit operativ, besueshmërisë, jetëgjatësisë dhe cilësisë së shkëlqyer të rrezes e bën Nd:YAG një medium fitimi të preferuar në modulet lazer të pompuara me gjysmëpërçues për një gamë të gjerë aplikimesh.

Referencë

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Lazer kompakt efikas me Q-switch, i sigurt për sytë në 1525 nm me një kristal Nd:YVO4 me dy skaje të lidhura me difuzion si një medium vetë-Raman. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Rritja dhe vetitë spektroskopike të kristalit Er:Yb:KGd(PO3)_4 si një medium premtues me përforcim lazeri 155 µm. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Model i bazuar në eksperiment i mjedisit të fitimit Er/Yb për amplifikatorët me fibra dhe lazerët. Revista e Shoqërisë Optike të Amerikës 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). Simulimet e profilit të fitimit dhe performancës së një lazeri QCW Nd:YAG me pompim anësor me diodë. Optika e Aplikuar, 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). Lazer qeramik Nd:YAG me efikasitet të lartë, i sigurt për sytë, që vepron në 1442.8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Lazer Nd:YAG efikas, i besueshëm, me jetëgjatësi të madhe, me pompë diode për altimetri topografike të bimësisë në hapësirë. Optika e Aplikuar, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Lazerë qeramikë Nd:YAG me valë të vazhdueshme me efikasitet të lartë në 946 nm. Letra të Fizikës Laser, 10.

Mohim përgjegjësie:

Me anë të kësaj deklarojmë se disa nga imazhet e shfaqura në faqen tonë të internetit janë mbledhur nga interneti dhe Wikipedia, me qëllim promovimin e edukimit dhe ndarjen e informacionit. Ne respektojmë të drejtat e pronësisë intelektuale të të gjithë krijuesve. Përdorimi i këtyre imazheve nuk ka për qëllim përfitim komercial.
Nëse besoni se ndonjë nga përmbajtjet e përdorura shkel të drejtat tuaja të autorit, ju lutemi na kontaktoni. Ne jemi më se të gatshëm të marrim masat e duhura, duke përfshirë heqjen e imazheve ose dhënien e atribuimit të duhur, për të siguruar pajtueshmërinë me ligjet dhe rregulloret e pronësisë intelektuale. Qëllimi ynë është të mirëmbajmë një platformë që është e pasur me përmbajtje, e drejtë dhe që respekton të drejtat e pronësisë intelektuale të të tjerëve.
Ju lutemi të na kontaktoni në adresën e mëposhtme të email-it:sales@lumispot.cnNe zotohemi të ndërmarrim veprime të menjëhershme sapo të marrim çdo njoftim dhe garantojmë bashkëpunim 100% në zgjidhjen e çdo problemi të tillë.

Tabela e përmbajtjes: