Princip fungování DPSS laseru

1. Diodové čerpání:

Proces začíná laserovou diodou, která vyzařuje infračervené světlo. Toto světlo se používá k „pumpování“ krystalu Nd:YAG, což znamená, že excituje ionty neodymu obsažené v krystalové mřížce yttrium-hlinitého granátu. Laserová dioda je naladěna na vlnovou délku, která odpovídá absorpčnímu spektru iontů Nd, což zajišťuje efektivní přenos energie.

2. Krystal Nd:YAG:

Krystal Nd:YAG je aktivním zesilovacím médiem. Když jsou neodymové ionty excitovány budicím světlem, absorbují energii a přecházejí do vyššího energetického stavu. Po krátké době se tyto ionty vrátí zpět do nižšího energetického stavu a uvolní svou uloženou energii ve formě fotonů. Tento proces se nazývá spontánní emise.

[Čtěte více:]Proč používáme krystal Nd YAG jako zesilovací médium v ​​DPSS laseru?? ]

3. Populační inverze a stimulovaná emise:

Aby došlo k laserovému záření, musí být dosaženo populační inverze, kdy je více iontů v excitovaném stavu než v nižším energetickém stavu. Fotony, které se odrážejí mezi zrcadly laserové dutiny, stimulují excitované ionty Nd k uvolnění více fotonů stejné fáze, směru a vlnové délky. Tento proces je známý jako stimulovaná emise a zesiluje intenzitu světla uvnitř krystalu.

4. Laserová dutina:

Laserová dutina se obvykle skládá ze dvou zrcadel na obou koncích krystalu Nd:YAG. Jedno zrcadlo je vysoce reflexní a druhé je částečně reflexní, což umožňuje únik části světla jako laserového výstupu. Dutina rezonuje se světlem a zesiluje ho opakovanými cykly stimulované emise.

5. Zdvojnásobení frekvence (generování druhé harmonické):

Pro převod světla základní frekvence (obvykle 1064 nm emitovaného Nd:YAG) na zelené světlo (532 nm) se do dráhy laseru umístí krystal zdvojnásobující frekvenci (například KTP - titanylfosfát draselný). Tento krystal má nelineární optickou vlastnost, která mu umožňuje přijmout dva fotony původního infračerveného světla a sloučit je do jednoho fotonu s dvojnásobnou energií, a tedy poloviční vlnovou délkou původního světla. Tento proces je známý jako generování druhé harmonické (SHG).

6. Výstup zeleného světla:

Výsledkem tohoto zdvojnásobení frekvence je emise jasně zeleného světla o vlnové délce 532 nm. Toto zelené světlo lze poté použít pro řadu aplikací, včetně laserových ukazovátek, laserových show, excitace fluorescence v mikroskopii a lékařských postupů.

Celý tento proces je vysoce efektivní a umožňuje produkci vysoce výkonného, ​​koherentního zeleného světla v kompaktním a spolehlivém formátu. Klíčem k úspěchu DPSS laseru je kombinace zesilovacího média v pevné fázi (krystal Nd:YAG), efektivního diodového čerpání a efektivního zdvojnásobení frekvence pro dosažení požadované vlnové délky světla.