Berita - Mengapa kami menggunakan kristal Nd: YAG sebagai medium gandaan dalam laser DPSS?

Langgan Media Sosial Kami Untuk Siaran Segera

Apakah itu Medium Penggandaan Laser?

Medium penguatan laser ialah bahan yang menguatkan cahaya melalui pancaran yang dirangsang. Apabila atom atau molekul medium teruja ke tahap tenaga yang lebih tinggi, ia boleh memancarkan foton dengan panjang gelombang tertentu apabila kembali ke keadaan tenaga yang lebih rendah. Proses ini menguatkan cahaya yang melalui medium, yang merupakan asas kepada operasi laser.

[Blog Berkaitan:Komponen utama laser]

Apakah Medium Keuntungan Biasa?

Medium penguatan boleh diubah, termasukgas, cecair (pewarna), pepejal(kristal atau kaca yang didop dengan ion logam nadir bumi atau logam peralihan), dan semikonduktor.Laser keadaan pepejal, sebagai contoh, sering menggunakan kristal seperti Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet) atau gelas yang didop dengan unsur nadir bumi. Laser pewarna menggunakan pewarna organik yang dilarutkan dalam pelarut dan laser gas menggunakan gas atau campuran gas.

Rod laser (dari kiri ke kanan): Delima, Alexandrite, Er:YAG, Nd:YAG

Perbezaan antara Nd (Neodymium), Er (Erbium), dan Yb (Ytterbium) sebagai medium penguatan

terutamanya berkaitan dengan panjang gelombang pancaran, mekanisme pemindahan tenaga dan aplikasinya, terutamanya dalam konteks bahan laser yang didop.

Panjang Gelombang Pelepasan:

- Er: Erbium biasanya memancarkan pada 1.55 µm, yang berada di kawasan selamat untuk mata dan sangat berguna untuk aplikasi telekomunikasi kerana kehilangannya yang rendah dalam gentian optik (Gong et al., 2016).

- Yb: Itterbium sering memancarkan sekitar 1.0 hingga 1.1 µm, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi, termasuk laser dan penguat berkuasa tinggi. Yb sering digunakan sebagai pemeka untuk Er bagi meningkatkan kecekapan peranti yang didop Er dengan memindahkan tenaga daripada Yb ke Er.

- Nd: Bahan yang didop neodymium biasanya memancarkan sekitar 1.06 µm. Nd:YAG, sebagai contoh, terkenal dengan kecekapannya dan digunakan secara meluas dalam laser perindustrian dan perubatan (Y. Chang et al., 2009).

Mekanisme Pemindahan Tenaga:

- Ko-doping Er dan Yb: Ko-doping Er dan Yb dalam medium perumah adalah bermanfaat untuk meningkatkan pancaran dalam julat 1.5-1.6 µm. Yb bertindak sebagai pemeka yang cekap untuk Er dengan menyerap cahaya pam dan memindahkan tenaga kepada ion Er, yang membawa kepada pancaran yang diperkuat dalam jalur telekomunikasi. Pemindahan tenaga ini adalah penting untuk operasi penguat gentian terdop Er (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd biasanya tidak memerlukan pemeka seperti Yb dalam sistem yang didop Er. Kecekapan Nd diperoleh daripada penyerapan langsung cahaya pam dan pancaran seterusnya, menjadikannya medium penguatan laser yang mudah dan cekap.

Aplikasi:

- Er:Digunakan terutamanya dalam telekomunikasi kerana pancarannya pada 1.55 µm, yang bertepatan dengan tempoh kehilangan minimum gentian optik silika. Medium gandaan terdop-er adalah kritikal untuk penguat optik dan laser dalam sistem komunikasi gentian optik jarak jauh.

- Yb:Kerap digunakan dalam aplikasi berkuasa tinggi kerana struktur elektroniknya yang agak mudah yang membolehkan pengepaman diod yang cekap dan output kuasa yang tinggi. Bahan yang didop Yb juga digunakan untuk meningkatkan prestasi sistem yang didop Er.

- NdSesuai untuk pelbagai aplikasi, daripada pemotongan dan kimpalan industri hingga laser perubatan. Laser Nd:YAG amat dihargai kerana kecekapan, kuasa dan fleksibilitinya.

Mengapakah kami memilih Nd:YAG sebagai medium gandaan dalam laser DPSS?

Laser DPSS ialah sejenis laser yang menggunakan medium gandaan keadaan pepejal (seperti Nd:YAG) yang dipam oleh diod laser semikonduktor. Teknologi ini membolehkan laser yang padat dan cekap yang mampu menghasilkan pancaran berkualiti tinggi dalam spektrum boleh dilihat ke inframerah. Untuk artikel terperinci, anda boleh mempertimbangkan untuk mencari melalui pangkalan data saintifik atau penerbit yang bereputasi untuk ulasan komprehensif tentang teknologi laser DPSS.

[Produk Berkaitan:Laser keadaan pepejal yang dipam diod]

Nd:YAG sering digunakan sebagai medium gandaan dalam modul laser yang dipam semikonduktor atas beberapa sebab, seperti yang diketengahkan oleh pelbagai kajian:

1. Kecekapan Tinggi dan Output KuasaReka bentuk dan simulasi modul laser Nd:YAG yang dipam sisi diod menunjukkan kecekapan yang ketara, dengan laser Nd:YAG yang dipam sisi diod memberikan kuasa purata maksimum 220 W sambil mengekalkan tenaga malar setiap denyutan dalam julat frekuensi yang luas. Ini menunjukkan kecekapan dan potensi yang tinggi untuk output kuasa tinggi laser Nd:YAG apabila dipam oleh diod (Lera et al., 2016).
2. Fleksibiliti dan Kebolehpercayaan OperasiSeramik Nd:YAG telah terbukti beroperasi dengan cekap pada pelbagai panjang gelombang, termasuk panjang gelombang yang selamat untuk mata, dengan kecekapan optik-ke-optik yang tinggi. Ini menunjukkan fleksibiliti dan kebolehpercayaan Nd:YAG sebagai medium gandaan dalam aplikasi laser yang berbeza (Zhang et al., 2013).
3. Panjang Umur dan Kualiti RasukKajian mengenai laser Nd:YAG yang dipam diod dan sangat cekap menekankan ketahanan dan prestasinya yang konsisten, menunjukkan kesesuaian Nd:YAG untuk aplikasi yang memerlukan sumber laser yang tahan lama dan andal. Kajian ini melaporkan operasi lanjutan dengan lebih daripada 4.8 x 10^9 tangkapan tanpa kerosakan optik, mengekalkan kualiti pancaran yang sangat baik (Coyle et al., 2004).
4. Operasi Gelombang Berterusan yang Sangat Cekap:Kajian telah menunjukkan operasi gelombang berterusan (CW) laser Nd:YAG yang sangat cekap, menonjolkan keberkesanannya sebagai medium gandaan dalam sistem laser yang dipam diod. Ini termasuk mencapai kecekapan penukaran optik dan kecekapan cerun yang tinggi, seterusnya membuktikan kesesuaian Nd:YAG untuk aplikasi laser berkecekapan tinggi (Zhu et al., 2013).

Gabungan kecekapan tinggi, output kuasa, fleksibiliti operasi, kebolehpercayaan, jangka hayat dan kualiti pancaran yang sangat baik menjadikan Nd:YAG medium gandaan pilihan dalam modul laser yang dipam semikonduktor untuk pelbagai aplikasi.

Rujukan

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Laser selamat mata suis Q yang padat dan cekap pada 1525 nm dengan kristal Nd:YVO4 terikat resapan hujung berganda sebagai medium Raman kendiri. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Pertumbuhan dan sifat spektroskopi kristal Er:Yb:KGd(PO3)_4 sebagai medium penguatan laser 155 µm yang menjanjikan. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Model berasaskan eksperimen bagi medium gandaan Er/Yb untuk penguat gentian dan laser. Jurnal Persatuan Optik Amerika 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). Simulasi profil keuntungan dan prestasi laser QCW Nd:YAG yang dipam sisi diod. Optik Gunaan, 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). Laser seramik Nd:YAG berkecekapan tinggi yang selamat untuk mata beroperasi pada 1442.8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Laser Nd:YAG yang dipam diod dengan cekap, andal, dan tahan lama untuk altimetri topografi tumbuhan berasaskan angkasa lepas. Optik Gunaan, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Laser seramik Nd:YAG gelombang berterusan yang sangat cekap pada 946 nm. Laser Fizik Surat, 10.

Penafian:

Dengan ini kami mengisytiharkan bahawa sebahagian daripada imej yang dipaparkan di laman web kami dikumpulkan daripada Internet dan Wikipedia, dengan tujuan untuk mempromosikan pendidikan dan perkongsian maklumat. Kami menghormati hak harta intelek semua pencipta. Penggunaan imej ini tidak bertujuan untuk keuntungan komersial.
Jika anda percaya bahawa mana-mana kandungan yang digunakan melanggar hak cipta anda, sila hubungi kami. Kami bersedia untuk mengambil langkah yang sewajarnya, termasuk membuang imej atau memberikan atribusi yang betul, bagi memastikan pematuhan dengan undang-undang dan peraturan harta intelek. Matlamat kami adalah untuk mengekalkan platform yang kaya dengan kandungan, adil dan menghormati hak harta intelek orang lain.
Sila hubungi kami di alamat emel berikut:sales@lumispot.cnKami komited untuk mengambil tindakan segera sebaik sahaja menerima sebarang pemberitahuan dan menjamin kerjasama 100% dalam menyelesaikan sebarang isu tersebut.

Isi Kandungan：