Представяме ви „Душата“ на твърдотелните лазери

Представяме ви „Душата“ на твърдотелните лазери

Мейнстриймтвърдотелен лазерматериали

Ядрото на всеки лазер е работното вещество на лазера, а работното вещество е твърдотелно вещество.лазере по същество твърдо вещество. Повечето твърдотелни лазерни среди са съставени от кристални матрици и легирани атоми или йони с лазерна активност, докато аморфните (стъклени) матрици са сравнително редки. Очаква се най-новото развитие в технологията за получаване на керамика значително да разшири обхвата на приложение на евтини и висококачествени лазерни материали, които могат да бъдат направени в размер, много по-голям от този на кристалните материали.

Основни често използвани материали за твърдотелни лазери

Рубин: Химичният му състав е алуминиев оксид, легиран с хром (Cr:Al₂O₃). Изкуствените рубини имат подобен химичен състав на рубините със скъпоценно качество, но са с по-висока чистота и качество. Те изглеждат розови и имат дължина на вълната на лазера от 694,3 нанометра.

2. Неодимов легиран итриево-алуминиев гранат (Nd:YAG): Изкуствен кристал с дължина на лазерната вълна от 1064 нанометра, принадлежи към близката инфрачервена светлина и е напълно невидим и опасен за очите. Nd:YAG в момента е най-широко използваният твърдотелен лазерен материал, далеч превъзхождащ рубина. Основната причина е, че лазерният му праг е по-нисък и може да постигне по-висока изходна енергия при същата входна енергия.

3. Неодимово легиран итриев ванадат (Nd:YVO₄) Често наричан просто „ванадат“, той се е превърнал в предпочитан материал за диодно напомпвани твърдотелни лазери с ниска до средна мощност (до няколко вата), поради голямото си напречно сечение на стимулирана емисия, ниския лазерен праг и характеристиките на поляризирания изход. Работните дължини на вълните са 1064 нанометра и 1340 нанометра, а след удвояване на честотата, може да генерира лазери с дължини на вълните от 532 нанометра и 670 нанометра.

4. Стъкло, легирано с неодим (Nd:Glass): Използвайки аморфно стъкло като матрица, лазерните му свойства са подобни на тези на Nd:YAG. Основният му недостатък е, че топлопроводимостта му е сравнително ниска, само 1/10 от тази на кристала, което затруднява охлаждането му при приложения с висока мощност. Предимството му обаче се състои във факта, че може да се използва в лазерни среди с диаметър над един фут, като по този начин се контролира ефективно енергийната плътност и се избягват повреди на оптичните компоненти на килоджаулови нива.импулсен лазер, и с относително ниска цена.

Други важни материали за твърдотелни лазери са материали, легирани с ербий: включително легиран с ербий итриево-алуминиев гранат (Er:YAG, дължина на вълната на изхода 2940 нанометра) и легирано с ербий стъкло (Er:Glass, дължина на вълната на изхода 1540 нанометра). Материали, легирани с холмий: включително легиран с холмий итриево-алуминиев гранат (Ho:YAG), легиран с холмий литиево-итриев флуорид (Ho:YLF) и легирано с холмий стъкло (Ho:glass, дължина на вълната на изхода от 2000 до 2100 нанометра). Материали, легирани с тулий: ​​включително легиран с тулий итриево-алуминиев гранат (Tm:YAG), легиран с тулий лутециево-алуминиев гранат (Tm:LuAG) и ко-легиран с тулий и холмий литиево-итриев флуорид (Tm,Ho:YLF, дължина на вълната на изхода от 2000 до 2030 нанометра). Материали, легирани с итербий: като например легиран с итербий калиев гадолиниев волфрамат (Yb:KGW, дължина на изходната вълна 1025 до 1045 нанометра). Александрит (дължина на изходната вълна 655 до 815 нанометра). Сапфир, легиран с титан (Ti:Sapphire, дължина на изходната вълна 840 до 1100 нанометра).