اخبار - چرا از کریستال Nd: YAG به عنوان محیط افزایش در لیزر DPSS استفاده می کنیم؟

برای ارسال سریع در رسانه های اجتماعی ما مشترک شوید

رسانه افزایش لیزر چیست؟

یک محیط افزایش لیزر ماده ای است که نور را با انتشار تحریک شده تقویت می کند. وقتی اتم‌ها یا مولکول‌های محیط به سطوح انرژی بالاتر برانگیخته می‌شوند، هنگام بازگشت به حالت انرژی پایین‌تر، می‌توانند فوتون‌هایی با طول موج خاصی ساطع کنند. این فرآیند نور عبوری از محیط را تقویت می کند، که برای عملکرد لیزر ضروری است.

[وبلاگ مرتبط:اجزای اصلی لیزر]

میانگین سود معمول چیست؟

محیط افزایش می تواند متفاوت باشد، از جملهگازها, مایعات (رنگزا), جامدات(کریستال ها یا شیشه های آغشته به یون های خاکی کمیاب یا فلزات واسطه) و نیمه هادی ها.لیزرهای حالت جامدبه عنوان مثال، اغلب از کریستال هایی مانند Nd: YAG (گارنت آلومینیوم ایتریوم دوپ شده با نئودیمیم) یا شیشه های آغشته به عناصر خاکی کمیاب استفاده می کنند. لیزرهای رنگی از رنگ های آلی محلول در حلال ها استفاده می کنند و لیزرهای گازی از گازها یا مخلوط های گازی استفاده می کنند.

میله های لیزری (از چپ به راست): روبی، الکساندریت، Er:YAG، Nd:YAG

تفاوت بین Nd (نئودیمیم)، Er (اربیوم) و Yb (ایتربیوم) به عنوان محیط های افزایش

در درجه اول به طول موج های انتشار، مکانیسم های انتقال انرژی و کاربردهای آنها، به ویژه در زمینه مواد لیزر دوپینگ مربوط می شود.

طول موج انتشار:

- Er: اربیوم معمولاً در 1.55 میکرومتر ساطع می کند که در ناحیه ایمن برای چشم است و به دلیل تلفات کم در فیبرهای نوری برای کاربردهای مخابراتی بسیار مفید است (Gong et al., 2016).

- Yb: ایتربیوم اغلب حدود 1.0 تا 1.1 میکرومتر ساطع می کند که آن را برای طیف گسترده ای از کاربردها از جمله لیزرهای پرقدرت و تقویت کننده ها مناسب می کند. Yb اغلب به عنوان یک حساس کننده برای Er برای افزایش کارایی دستگاه های Er-doped با انتقال انرژی از Yb به Er استفاده می شود.

- Nd: مواد دوپ شده با نئودیمیم معمولاً حدود 1.06 میکرومتر ساطع می کنند. به عنوان مثال، Nd:YAG به دلیل کارایی خود مشهور است و به طور گسترده در لیزرهای صنعتی و پزشکی استفاده می شود (Y. Chang et al., 2009).

مکانیسم های انتقال انرژی:

- دوپینگ مشترک Er و Yb: دوپینگ مشترک Er و Yb در محیط میزبان برای افزایش انتشار در محدوده 1.5-1.6 میکرومتر مفید است. Yb با جذب نور پمپ و انتقال انرژی به یون‌های Er به عنوان یک حساس‌کننده کارآمد برای Er عمل می‌کند که منجر به انتشار تقویت‌شده در باند مخابراتی می‌شود. این انتقال انرژی برای عملکرد تقویت کننده های فیبر دوپ شده Er-Doped (EDFA) بسیار مهم است (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd معمولاً به یک حساس کننده مانند Yb در سیستم های Er-doped نیاز ندارد. راندمان Nd از جذب مستقیم نور پمپ و انتشار متعاقب آن ناشی می‌شود که آن را به یک رسانه دریافت لیزری ساده و کارآمد تبدیل می‌کند.

برنامه های کاربردی:

- ار:به دلیل گسیل آن در 1.55 میکرومتر، که مصادف با حداقل پنجره از دست دادن فیبرهای نوری سیلیس است، عمدتاً در ارتباطات راه دور استفاده می شود. مدیوم‌های افزایش دوپ شده Er-Doped برای تقویت‌کننده‌های نوری و لیزرها در سیستم‌های ارتباطی فیبر نوری در فواصل طولانی حیاتی هستند.

- Yb:به دلیل ساختار الکترونیکی نسبتا ساده آن که امکان پمپاژ دیود کارآمد و توان خروجی بالا را فراهم می کند، اغلب در کاربردهای پرقدرت استفاده می شود. از مواد دوپ شده Yb نیز برای افزایش عملکرد سیستم های Er-doped استفاده می شود.

- Nd: مناسب برای طیف وسیعی از کاربردها، از برش و جوشکاری صنعتی گرفته تا لیزرهای پزشکی. لیزرهای Nd:YAG به دلیل کارایی، قدرت و تطبیق پذیری بسیار ارزشمند هستند.

چرا Nd:YAG را به عنوان محیط افزایش در لیزر DPSS انتخاب کردیم

لیزر DPSS نوعی لیزر است که از یک محیط افزایش حالت جامد (مانند Nd: YAG) استفاده می کند که توسط یک دیود لیزر نیمه هادی پمپ می شود. این فناوری امکان لیزرهای فشرده و کارآمد را فراهم می کند که قادر به تولید پرتوهای با کیفیت بالا در طیف مرئی به مادون قرمز هستند. برای یک مقاله مفصل، ممکن است جستجو در پایگاه‌های اطلاعاتی معتبر علمی یا ناشران برای بررسی جامع فناوری لیزر DPSS را در نظر بگیرید.

[محصول مرتبط:لیزر حالت جامد با پمپ دیود]

Nd:YAG اغلب به عنوان یک واسطه در ماژول های لیزر نیمه هادی پمپ شده به دلایل مختلفی استفاده می شود که توسط مطالعات مختلف مشخص شده است:

1. راندمان بالا و توان خروجیطراحی و شبیه‌سازی یک ماژول لیزری Nd:YAG با پمپ جانبی دیود، کارایی قابل‌توجهی را نشان داد، با لیزر Nd:YAG با پمپ جانبی دیود، حداکثر توان متوسط 220 وات را در حالی که انرژی ثابت به ازای هر پالس را در یک محدوده فرکانس وسیع حفظ می‌کند، نشان داد. این نشان دهنده راندمان و پتانسیل بالا برای خروجی توان بالا لیزرهای Nd:YAG در هنگام پمپاژ توسط دیودها است (Lera et al., 2016).
2. انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان عملیاتی: نشان داده شده است که سرامیک های Nd:YAG در طول موج های مختلف، از جمله طول موج های ایمن برای چشم، با راندمان نوری به نوری بالا، کارآمد هستند. این نشان دهنده تطبیق پذیری و قابلیت اطمینان Nd:YAG به عنوان یک رسانه افزایش در کاربردهای لیزری مختلف است (ژانگ و همکاران، 2013).
3. طول عمر و کیفیت پرتو: تحقیقات بر روی لیزر Nd:YAG بسیار کارآمد و پمپ شده با دیود بر طول عمر و عملکرد ثابت آن تاکید کرد، که نشان دهنده مناسب بودن Nd:YAG برای کاربردهایی است که به منابع لیزری بادوام و قابل اعتماد نیاز دارند. این مطالعه عملیات گسترده را با بیش از 4.8 x 10^9 شات بدون آسیب نوری، حفظ کیفیت پرتو عالی گزارش کرد (Coyle et al., 2004).
4. عملیات موج پیوسته بسیار کارآمد:مطالعات، عملکرد بسیار کارآمد موج پیوسته (CW) لیزرهای Nd:YAG را نشان داده‌اند، که اثربخشی آنها را به‌عنوان یک رسانه افزایش در سیستم‌های لیزری پمپ شده با دیود برجسته می‌کند. این شامل دستیابی به راندمان تبدیل نوری بالا و بازده شیب است که بیشتر بر مناسب بودن Nd:YAG برای کاربردهای لیزری با راندمان بالا گواهی می دهد (Zhu et al., 2013).

ترکیبی از راندمان بالا، توان خروجی، انعطاف پذیری عملیاتی، قابلیت اطمینان، طول عمر و کیفیت پرتوی عالی، Nd:YAG را به یک رسانه افزایش ترجیحی در ماژول های لیزری نیمه هادی پمپ شده برای طیف وسیعی از کاربردها تبدیل می کند.

مرجع

چانگ، ی.، سو، ک.، چانگ، اچ، و چن، ی. (2009). لیزر ایمن چشمی کارآمد Q-switched در 1525 نانومتر با کریستال Nd:YVO4 با پیوند دو طرفه به عنوان یک محیط خود رامان. Optics Express، 17 (6)، 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). رشد و خواص طیف سنجی کریستال Er:Yb:KGd(PO3)_4 به عنوان یک محیط افزایش لیزر امیدوار کننده 155 میکرومتر. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh، DK، Bazakutsa، A.، Dorofeenko، AV، و Butov، O. (2023). مدل مبتنی بر آزمایش محیط بهره Er/Yb برای تقویت‌کننده‌های فیبر و لیزر. مجله انجمن نوری آمریکا بی.

لرا، آر.، واله-بروزاس، اف.، تورس-پیرو، اس.، رویز-د-لا-کروز، آ.، گالان، ام.، بلیدو، پی، سیمتز، ام.، بنلوخ، جی.، و روزو، ال. (2016). شبیه سازی مشخصات بهره و عملکرد لیزر QCW Nd:YAG با پمپ جانبی دیود. اپتیک کاربردی، 55 (33)، 9573-9576.

ژانگ، اچ، چن، ایکس، وانگ، کیو، ژانگ، ایکس، چانگ، جی.، گائو، ال.، شن، اچ، کونگ، زی، لیو، زی، تائو، ایکس، و لی، پی (2013). لیزر سرامیکی Nd:YAG با راندمان بالا و ایمن برای چشم که در 1442.8 نانومتر کار می کند. نامه های اپتیک، 38 (16)، 3075-3077.

کویل، دی بی، کی، آر.، استیسلی، پی، و پولیوس، دی (2004). لیزر Nd:YAG کارآمد، قابل اعتماد، با عمر طولانی و پمپ شده با دیود برای ارتفاع سنجی توپوگرافی پوشش گیاهی مبتنی بر فضا. اپتیک کاربردی، 43 (27)، 5236-5242.

Zhu، HY، Xu، CW، Zhang، J.، Tang، D.، Luo، D.، & Duan، Y. (2013). لیزرهای سرامیکی Nd:YAG با موج پیوسته بسیار کارآمد در 946 نانومتر. حروف فیزیک لیزر، 10.

سلب مسئولیت:

بدینوسیله اعلام می کنیم که برخی از تصاویر نمایش داده شده در وب سایت ما از اینترنت و ویکی پدیا با هدف ترویج آموزش و اشتراک گذاری اطلاعات جمع آوری شده است. ما به حقوق مالکیت معنوی همه سازندگان احترام می گذاریم. استفاده از این تصاویر برای منافع تجاری در نظر گرفته نشده است.
اگر فکر می کنید که هر یک از محتوای استفاده شده حق نسخه برداری شما را نقض می کند، لطفا با ما تماس بگیرید. ما بیش از حد مایل به انجام اقدامات مناسب، از جمله حذف تصاویر یا ارائه انتساب مناسب، برای اطمینان از انطباق با قوانین و مقررات مالکیت معنوی هستیم. هدف ما حفظ یک پلتفرم غنی از محتوا، منصفانه و احترام به حقوق مالکیت معنوی دیگران است.
لطفا با آدرس ایمیل زیر با ما تماس بگیرید:sales@lumispot.cn. ما متعهد می شویم که بلافاصله پس از دریافت هر گونه اطلاعیه، اقدام فوری انجام دهیم و 100% همکاری را برای حل چنین مشکلاتی تضمین می کنیم.

فهرست مطالب：