Novinky - Proč používáme krystal Nd:YAG jako médium zisku v DPSS laseru?

Přihlaste se k odběru našich sociálních sítí a získejte rychlý příspěvek

Co je to laserový zisk?

Médium laserového zisku je materiál, který zesiluje světlo stimulovanou emisí. Když jsou atomy nebo molekuly média excitovány na vyšší energetické hladiny, mohou při návratu do stavu s nižší energií emitovat fotony určité vlnové délky. Tento proces zesiluje světlo procházející médiem, což je zásadní pro provoz laseru.

[Související blog:Klíčové součásti laseru]

Jaké je obvyklé médium zisku?

Médium zisku lze měnit, včplyny, kapaliny (barviva), pevné látky(krystaly nebo skla dopované ionty vzácných zemin nebo přechodných kovů) a polovodiče.Pevné lasery, například často používají krystaly jako Nd:YAG (Neodymem dopovaný Yttrium Aluminium Garnet) nebo skla dopovaná prvky vzácných zemin. Barevné lasery používají organická barviva rozpuštěná v rozpouštědlech a plynové lasery využívají plyny nebo směsi plynů.

Laserové tyče (zleva doprava): Ruby, Alexandrit, Er:YAG, Nd:YAG

Rozdíly mezi Nd (Neodym), Er (Erbium) a Yb (Ytterbium) jako média zisku

se primárně týkají jejich emisních vlnových délek, mechanismů přenosu energie a aplikací, zejména v kontextu dopovaných laserových materiálů.

Emisní vlnové délky:

- Er: Erbium typicky vyzařuje při 1,55 µm, což je v oblasti bezpečné pro oči a velmi užitečné pro telekomunikační aplikace díky jeho nízkým ztrátám v optických vláknech (Gong et al., 2016).

- Yb: Ytterbium často vyzařuje kolem 1,0 až 1,1 µm, takže je vhodné pro širokou škálu aplikací, včetně vysoce výkonných laserů a zesilovačů. Yb se často používá jako senzibilizátor pro Er pro zvýšení účinnosti zařízení dotovaných Er přenosem energie z Yb na Er.

- Nd: Materiály dotované neodymem obvykle vyzařují kolem 1,06 µm. Nd:YAG je například proslulý svou účinností a je široce používán v průmyslových i lékařských laserech (Y. Chang et al., 2009).

Mechanismy přenosu energie:

- Er a Yb Co-doping: Společné dotování Er a Yb v hostitelském médiu je výhodné pro zvýšení emise v rozsahu 1,5-1,6 µm. Yb působí jako účinný senzibilizátor pro Er tím, že absorbuje světlo čerpadla a přenáší energii na ionty Er, což vede k zesílené emisi v telekomunikačním pásmu. Tento přenos energie je rozhodující pro provoz vláknových zesilovačů dopovaných Er (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd typicky nevyžaduje senzibilizátor, jako je Yb v systémech s příměsí Er. Účinnost Nd je odvozena z jeho přímé absorpce světla pumpy a následné emise, což z něj činí přímé a účinné médium pro zisk laseru.

Aplikace:

- Er:Primárně se používá v telekomunikacích kvůli vyzařování 1,55 µm, což se shoduje s minimálním ztrátovým oknem křemičitých optických vláken. Erem dopovaná zisková média jsou kritická pro optické zesilovače a lasery v komunikačních systémech s optickými vlákny na velké vzdálenosti.

- Yb:Často se používá ve vysoce výkonných aplikacích díky své relativně jednoduché elektronické struktuře, která umožňuje efektivní čerpání diod a vysoký výstupní výkon. Materiály s příměsí Yb se také používají ke zvýšení výkonu systémů s příměsí Er.

- Nd: Dobře se hodí pro širokou škálu aplikací, od průmyslového řezání a svařování až po lékařské lasery. Nd:YAG lasery jsou zvláště ceněny pro svou účinnost, výkon a všestrannost.

Proč jsme zvolili Nd:YAG jako médium zisku v DPSS laseru

DPSS laser je typ laseru, který využívá médium s pevným ziskem (jako Nd: YAG) čerpané polovodičovou laserovou diodou. Tato technologie umožňuje kompaktní, účinné lasery schopné produkovat vysoce kvalitní paprsky ve spektru viditelného až infračerveného záření. Chcete-li získat podrobný článek, můžete zvážit vyhledávání v renomovaných vědeckých databázích nebo nakladatelstvích, kde najdete komplexní recenze laserové technologie DPSS.

[Související produkt:Diodově čerpaný pevnolátkový laser]

Nd:YAG se často používá jako médium zisku v polovodičových laserových modulech z několika důvodů, jak zdůrazňují různé studie:

1. Vysoká účinnost a výkon: Návrh a simulace diodového bočně čerpaného Nd:YAG laserového modulu prokázaly významnou účinnost, přičemž diodový bočně čerpaný Nd:YAG laser poskytuje maximální průměrný výkon 220 W při zachování konstantní energie na puls v širokém frekvenčním rozsahu. To ukazuje na vysokou účinnost a potenciál vysokého výkonu Nd:YAG laserů při čerpání diodami (Lera et al., 2016).
2. Provozní flexibilita a spolehlivostKeramika :Nd:YAG prokázala účinnost při různých vlnových délkách, včetně vlnových délek bezpečných pro oči, s vysokou optickou účinností. To demonstruje všestrannost a spolehlivost Nd:YAG jako média zisku v různých laserových aplikacích (Zhang et al., 2013).
3.Dlouhá životnost a kvalita paprsku: Výzkum vysoce účinného, diodami čerpaného laseru Nd:YAG zdůraznil jeho dlouhou životnost a konzistentní výkon, což naznačuje vhodnost Nd:YAG pro aplikace vyžadující odolné a spolehlivé laserové zdroje. Studie uvádí prodloužený provoz s více než 4,8 x 10^9 výstřely bez optického poškození při zachování vynikající kvality paprsku (Coyle et al., 2004).
4. Vysoce efektivní nepřetržitý provoz:Studie prokázaly vysoce účinný provoz kontinuální vlny (CW) Nd:YAG laserů, což zdůrazňuje jejich účinnost jako média zisku v laserových systémech s diodovým čerpadlem. To zahrnuje dosažení vysoké účinnosti optické konverze a účinnosti sklonu, což dále potvrzuje vhodnost Nd:YAG pro vysoce účinné laserové aplikace (Zhu et al., 2013).

Kombinace vysoké účinnosti, výkonu, provozní flexibility, spolehlivosti, dlouhé životnosti a vynikající kvality paprsku činí Nd:YAG preferovaným ziskovým médiem v polovodičových laserových modulech pro širokou škálu aplikací.

Odkaz

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Kompaktní účinný Q-switched pro oči bezpečný laser při 1525 nm s dvojitým difúzně spojeným krystalem Nd:YVO4 jako vlastním Ramanovým médiem. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Růstové a spektroskopické vlastnosti krystalu Er:Yb:KGd(PO3)_4 jako slibného média pro zisk 155 µm laseru. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Experimentální model ziskového média Er/Yb pro vláknové zesilovače a lasery. Journal of the Optical Society of America 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). Simulace profilu zisku a výkonu diodového bočního čerpadla QCW Nd:YAG laseru. 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). Vysoce účinný Nd:YAG keramický laser bezpečný pro oči pracující při 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Efektivní, spolehlivý, diodami čerpaný Nd:YAG laser s dlouhou životností pro prostorovou vegetační topografickou altimetrii. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Vysoce účinné keramické lasery s kontinuální vlnou Nd:YAG při 946 nm. Písmena z laserové fyziky, 10.

Vyloučení odpovědnosti:

Tímto prohlašujeme, že některé obrázky zobrazené na našich webových stránkách jsou shromážděny z internetu a Wikipedie s cílem propagovat vzdělávání a sdílení informací. Respektujeme práva duševního vlastnictví všech tvůrců. Použití těchto obrázků není určeno pro komerční zisk.
Pokud se domníváte, že jakýkoli použitý obsah porušuje vaše autorská práva, kontaktujte nás. Jsme více než ochotni přijmout vhodná opatření, včetně odstranění obrázků nebo poskytnutí řádného uvedení zdroje, abychom zajistili soulad se zákony a předpisy o duševním vlastnictví. Naším cílem je udržovat platformu, která je bohatá na obsah, je spravedlivá a respektuje práva duševního vlastnictví ostatních.
Kontaktujte nás prosím na následující e-mailové adrese:sales@lumispot.cn. Zavazujeme se podniknout okamžité kroky po obdržení jakéhokoli oznámení a garantujeme 100% spolupráci při řešení jakýchkoli takových problémů.

Obsah: