חדשות - מדוע אנו משתמשים ב-Nd: YAG קריסטל כמדיום הרווח בלייזר DPSS?

הירשם למדיה החברתית שלנו לקבלת פוסט מהיר

מהו אמצעי רווח בלייזר?

מדיום רווח לייזר הוא חומר שמגביר את האור על ידי פליטה מעוררת.כאשר האטומים או המולקולות של המדיום נרגשים לרמות אנרגיה גבוהות יותר, הם יכולים לפלוט פוטונים באורך גל מסוים כאשר הם חוזרים למצב אנרגיה נמוך יותר.תהליך זה מגביר את האור העובר דרך המדיום, שהוא בסיסי לפעולת הלייזר.

[בלוג קשור:מרכיבים מרכזיים של הלייזר]

מהו אמצעי הרווח הרגיל?

מדיום הרווח יכול להיות מגוון, כוללגזים, נוזלים (צבעים), מוצקים(גבישים או כוסות מסוממות ביוני אדמה נדירים או מתכת מעבר), ומוליכים למחצה.לייזרים במצב מוצק, למשל, משתמשים לעתים קרובות בקריסטלים כמו Nd: YAG (ניאודימיום מסומם Yttrium Aluminum Granat) או כוסות מסוימות ביסודות אדמה נדירים.לייזרים לצביעה משתמשים בצבעים אורגניים המומסים בממיסים, ולייזרי גז משתמשים בגזים או בתערובות גזים.

מוטות לייזר (משמאל לימין): Ruby, Alexandrite, Er:YAG, Nd:YAG

ההבדלים בין Nd (ניאודימיום), Er (ארביום) ו-Yb (איטרביום) כמדיומי רווח

מתייחסים בעיקר לאורכי הגל שלהם, מנגנוני העברת האנרגיה והיישומים, במיוחד בהקשר של חומרי לייזר מסוממים.

אורכי גל פליטה:

- אה: ארביום פולט בדרך כלל ב-1.55 מיקרומטר, שהוא באזור בטוח לעין ושימושי מאוד עבור יישומי טלקומוניקציה בשל ההפסד הנמוך שלו בסיבים אופטיים (Gong et al., 2016).

- Yb: איטרביום פולט לעתים קרובות בסביבות 1.0 עד 1.1 מיקרומטר, מה שהופך אותו למתאים למגוון רחב של יישומים, כולל לייזרים ומגברים בעלי הספק גבוה.Yb משמש לעתים קרובות כגורם רגיש ל-Er כדי לשפר את היעילות של מכשירים עם סימום Er על ידי העברת אנרגיה מ-Yb ל-Er.

- Nd: חומרים מסוממים בניאודימיום פולטים בדרך כלל בסביבות 1.06 מיקרומטר.Nd:YAG, למשל, ידועה ביעילותו ונמצאת בשימוש נרחב הן בלייזרים תעשייתיים והן בלייזרים רפואיים (Y. Chang et al., 2009).

מנגנוני העברת אנרגיה:

- סימום משותף של Er ו-Yb: סימום משותף של Er ו-Yb במדיום מארח מועיל להגברת הפליטה בטווח של 1.5-1.6 מיקרומטר.Yb פועל כגורם רגיש יעיל עבור Er על ידי קליטת אור המשאבה והעברת אנרגיה ליוני Er, מה שמוביל לפליטות מוגברת ברצועת התקשורת.העברת אנרגיה זו חיונית לפעולתם של מגברי סיבים מסוממים ב-Er (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd אינו דורש בדרך כלל גורם רגיש כמו Yb במערכות מסוימות ב-Er.היעילות של Nd נגזרת מהספיגה הישירה של אור המשאבה והפליטה שלאחר מכן, מה שהופך אותו למדיום לייזר פשוט ויעיל.

יישומים:

- אה:משמש בעיקר בטלקומוניקציה בשל פליטתו ב-1.55 מיקרומטר, אשר עולה בקנה אחד עם חלון ההפסד המינימלי של סיבים אופטיים סיליקה.אמצעי רווח מסוממים ב-Er הם קריטיים עבור מגברים אופטיים ולייזרים במערכות תקשורת סיבים אופטיים למרחקים ארוכים.

- Yb:משמש לעתים קרובות ביישומים בעלי הספק גבוה בשל המבנה האלקטרוני הפשוט יחסית שלו המאפשר שאיבת דיודה יעילה והספק גבוה.חומרים מסוממים Yb משמשים גם כדי לשפר את הביצועים של מערכות מסוימות Er.

- נד: מתאים למגוון רחב של יישומים, מחיתוך וריתוך תעשייתי ועד לייזרים רפואיים.לייזרים Nd:YAG מוערכים במיוחד בשל היעילות, העוצמה והרבגוניות שלהם.

מדוע בחרנו ב-Nd:YAG כמדיום הרווח בלייזר DPSS

לייזר DPSS הוא סוג של לייזר המשתמש במדיום רווח של מצב מוצק (כמו Nd:YAG) הנשאב על ידי דיודת לייזר מוליכים למחצה.טכנולוגיה זו מאפשרת לייזרים קומפקטיים ויעילים המסוגלים להפיק קרניים באיכות גבוהה בספקטרום הנראה לאינפרא אדום.למאמר מפורט, כדאי לשקול חיפוש במאגרי מידע מדעיים או מפרסמים בעלי מוניטין עבור ביקורות מקיפות על טכנולוגיית לייזר DPSS.

[מוצרים קשורים :לייזר במצב מוצק שאוב דיודה]

Nd:YAG משמש לעתים קרובות כאמצעי רווח במודולי לייזר שאובים מוליכים למחצה מכמה סיבות, כפי שהודגש במחקרים שונים:

1. יעילות גבוהה ותפוקת כוח: עיצוב וסימולציות של מודול לייזר Nd:YAG שנשאב דיודה הוכיח יעילות משמעותית, כאשר לייזר Nd:YAG שנשאב דיודה מספק הספק ממוצע מרבי של 220 W תוך שמירה על אנרגיה קבועה לפולס בטווח תדרים רחב.זה מצביע על היעילות הגבוהה והפוטנציאל לתפוקת הספק גבוהה של לייזרים Nd:YAG כאשר הם נשאבים על ידי דיודות (Lera et al., 2016).
2. גמישות ואמינות תפעוליתהוכח כי קרמיקה Nd:YAG פועלת ביעילות באורכי גל שונים, כולל אורכי גל בטוחים לעין, עם יעילות אופטית-אופטית גבוהה.זה מדגים את הרבגוניות והאמינות של Nd:YAG כאמצעי רווח ביישומי לייזר שונים (Zhang et al., 2013).
3. אריכות ימים ואיכות קרן: מחקר על לייזר Nd:YAG יעיל ביותר, נשאב דיודה, הדגיש את אורך חייו וביצועיו העקביים, והצביע על התאמתו של Nd:YAG ליישומים הדורשים מקורות לייזר עמידים ואמינים.המחקר דיווח על פעולה ממושכת עם יותר מ-4.8 על 10^9 יריות ללא נזק אופטי, תוך שמירה על איכות קרן מעולה (Coyle et al., 2004).
4. תפעול גלי מתמשך יעיל ביותר:מחקרים הוכיחו את פעולת הגל הרציף (CW) היעילה ביותר של לייזרים Nd:YAG, והדגישו את יעילותם כאמצעי רווח במערכות לייזר שאובות דיודה.זה כולל השגת יעילות המרה אופטית גבוהה ויעילות שיפוע, המעידה עוד יותר על התאמתו של Nd:YAG ליישומי לייזר בעלי יעילות גבוהה (Zhu et al., 2013).

השילוב של יעילות גבוהה, תפוקת הספק, גמישות תפעולית, אמינות, אורך חיים ואיכות אלומה מעולה הופכים את Nd:YAG למדיום רווח מועדף במודולי לייזר הנשאבים מוליכים למחצה עבור מגוון רחב של יישומים.

התייחסות

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009).לייזר קומפקטי ובטוח לעין ב-Q-switch ב-1525 ננומטר עם גביש Nd:YVO4 בעל דיפוזיה כפולה כמדיום ראמאן עצמי.אופטיקה אקספרס, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016).צמיחה ומאפיינים ספקטרוסקופיים של גביש Er:Yb:KGd(PO3)_4 כמדיום לייזר מבטיח של 155 מיקרומטר.Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023).מודל מבוסס ניסוי של מדיום רווח Er/Yb עבור מגברי סיבים ולייזרים.כתב העת של האגודה האופטית של אמריקה ב.

Lera, R., Valle-Brozas, F., Torres-Peiró, S., Ruiz-de-la-Cruz, A., Galán, M., Bellido, P., Seimetz, M., Benlloch, J., & Roso, L. (2016).הדמיות של פרופיל ההגבר והביצועים של לייזר QCW Nd:YAG שנשאב צד דיודה.Applied Optics, 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).יעילות גבוהה לייזר Nd:YAG קרמי בטוח לעין הפועל במהירות 1442.8 ננומטר.מכתבי אופטיקה, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004).לייזר Nd:YAG, יעיל, אמין, בעל חיים ארוכים, נשאב דיודה לבדיקת גובה טופוגרפית של צמחייה מבוססת-חלל.Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013).לייזרים קרמיים Nd:YAG בעלי גל רציף יעיל ביותר במהירות 946 ננומטר.מכתבי לייזר פיזיקה, 10.

כתב ויתור:

אנו מצהירים בזאת כי חלק מהתמונות המוצגות באתר האינטרנט שלנו נאספות מהאינטרנט ומוויקיפדיה, במטרה לקדם חינוך ושיתוף מידע.אנו מכבדים את זכויות הקניין הרוחני של כל היוצרים.השימוש בתמונות אלו אינו מיועד למטרות רווח מסחרי.
אם אתה סבור שאחד מהתכנים שבהם נעשה שימוש מפר את זכויות היוצרים שלך, אנא צור איתנו קשר.אנחנו יותר מנכונים לנקוט באמצעים מתאימים, כולל הסרת תמונות או מתן ייחוס נאות, כדי להבטיח עמידה בחוקים ובתקנות הקניין הרוחני.המטרה שלנו היא לשמור על פלטפורמה עשירה בתוכן, הוגנת ומכבדת את זכויות הקניין הרוחני של אחרים.
אנא צור איתנו קשר בכתובת המייל הבאה:sales@lumispot.cn.אנו מתחייבים לנקוט בפעולה מיידית עם קבלת כל הודעה ומבטיחים שיתוף פעולה של 100% בפתרון בעיות מסוג זה.

תוכן העניינים: