Přihlaste se k odběru našich sociálních médií pro rychlé zveřejnění
Co je to laserové zesilovací médium?
Laserové zesilovací médium je materiál, který zesiluje světlo stimulovanou emisí. Když jsou atomy nebo molekuly média excitovány na vyšší energetické hladiny, mohou při návratu do nižšího energetického stavu emitovat fotony určité vlnové délky. Tento proces zesiluje světlo procházející médiem, což je zásadní pro fungování laseru.
[Související blog:]Klíčové komponenty laseru]
Jaký je obvyklý střední zisk?
Ziskové médium se může měnit, včetněplyny, kapaliny (barviva), pevné látky(krystaly nebo skla dopovaná ionty kovů vzácných zemin nebo přechodných kovů) a polovodiče.Pevnolátkové laseryNapříklad často používají krystaly jako Nd:YAG (neodymem dopovaný yttrium-hlinitý granát) nebo skla dopovaná prvky vzácných zemin. Barvivové lasery používají organická barviva rozpuštěná v rozpouštědlech a plynové lasery využívají plyny nebo směsi plynů.
Laserové tyče (zleva doprava): rubín, alexandrit, Er:YAG, Nd:YAG
Rozdíly mezi Nd (neodym), Er (erbium) a Yb (ytterbium) jako zesilovacími médii
se primárně týkají jejich emisních vlnových délek, mechanismů přenosu energie a aplikací, zejména v kontextu dopovaných laserových materiálů.
Vlnové délky emise:
- Er: Erbium typicky emituje na vlnové délce 1,55 µm, což je oblast bezpečná pro zrak a je velmi užitečná pro telekomunikační aplikace díky nízkým ztrátám v optických vláknech (Gong a kol., 2016).
- Yb: Yterbium často emituje záření o vlnové délce okolo 1,0 až 1,1 µm, což ho činí vhodným pro širokou škálu aplikací, včetně vysoce výkonných laserů a zesilovačů. Yb se často používá jako senzibilizátor pro Er, který zvyšuje účinnost zařízení dopovaných Er přenosem energie z Yb na Er.
- Nd: Materiály dopované neodymem typicky emitují záření o délce záření okolo 1,06 µm. Například Nd:YAG je známý svou účinností a široce se používá v průmyslových i lékařských laserech (Y. Chang a kol., 2009).
Mechanismy přenosu energie:
- Společné dopování Er a Yb: Společné dopování Er a Yb v hostitelském médiu je prospěšné pro zvýšení emise v rozsahu 1,5-1,6 µm. Yb působí jako účinný senzibilizátor pro Er absorbováním budicího světla a přenosem energie na ionty Er, což vede k zesílené emisi v telekomunikačním pásmu. Tento přenos energie je klíčový pro provoz vláknových zesilovačů dopovaných Er (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).
- Nd: Nd obvykle nevyžaduje senzibilizátor jako Yb v systémech dopovaných erbidem. Účinnost Nd je odvozena od jeho přímé absorpce budicího světla a následné emise, což z něj činí přímočaré a účinné médium pro zesílení laseru.
Aplikace:
- Ehm:Používá se především v telekomunikacích díky emisi na 1,55 µm, která se shoduje s minimálním ztrátovým oknem křemičitých optických vláken. Erb-dopované zesilovací média jsou klíčová pro optické zesilovače a lasery v systémech optických vláken na dlouhé vzdálenosti.
- Yb:Často se používá ve vysoce výkonných aplikacích díky své relativně jednoduché elektronické struktuře, která umožňuje efektivní diodové čerpání a vysoký výstupní výkon. Materiály dopované Yb se také používají ke zvýšení výkonu systémů dopovaných Er.
- NdVhodné pro širokou škálu aplikací, od průmyslového řezání a svařování až po lékařské lasery. Nd:YAG lasery jsou obzvláště ceněny pro svou účinnost, výkon a všestrannost.
Proč jsme zvolili Nd:YAG jako zesilovací médium v DPSS laseru?
DPSS laser je typ laseru, který využívá zesilovací médium v pevné fázi (například Nd:YAG) buzené polovodičovou laserovou diodou. Tato technologie umožňuje výrobu kompaktních a účinných laserů schopných produkovat vysoce kvalitní paprsky ve spektru od viditelného po infračervené záření. Podrobnější článek naleznete v renomovaných vědeckých databázích nebo u vydavatelů, kde najdete komplexní recenze laserové technologie DPSS.
Související produkt:Diodově čerpaný pevnolátkový laser]
Nd:YAG se často používá jako zesilovací médium v laserových modulech buzených polovodiči z několika důvodů, jak zdůrazňují různé studie:
1. Vysoká účinnost a výkonNávrh a simulace diodového bočně buzeného Nd:YAG laserového modulu prokázaly značnou účinnost, přičemž diodový bočně buzený Nd:YAG laser poskytoval maximální průměrný výkon 220 W při zachování konstantní energie na pulz v širokém frekvenčním rozsahu. To ukazuje na vysokou účinnost a potenciál pro vysoký výkon Nd:YAG laserů při buzení diodami (Lera et al., 2016).
2. Provozní flexibilita a spolehlivostUkázalo se, že keramika Nd:YAG efektivně pracuje na různých vlnových délkách, včetně vlnových délek bezpečných pro zrak, s vysokou optickou účinností. To dokazuje všestrannost a spolehlivost Nd:YAG jako zesilovacího média v různých laserových aplikacích (Zhang a kol., 2013).
3. Dlouhověkost a kvalita paprskuVýzkum vysoce účinného, diodově řízeného Nd:YAG laseru 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 záblesků bez optického poškození při zachování vynikající kvality paprsku (Coyle a kol., 2004).
4. Vysoce efektivní provoz s kontinuální vlnou:Studie prokázaly vysoce účinný provoz Nd:YAG laserů v kontinuálním režimu (CW) a zdůraznily jejich účinnost jako zesilovacího média v diodově buzených laserových systémech. 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 z Nd:YAG preferované zesilovací médium v polovodičových laserových modulech pro širokou škálu aplikací.
Odkaz
Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Kompaktní, účinný a pro zrak bezpečný laser s Q-spínaním při 1525 nm s oboustranně difuzně vázaným 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). Růst a spektroskopické vlastnosti krystalu Er:Yb:KGd(PO3)_4 jako slibného média pro laserový zisk 155 µm. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.
Vysokih, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV a Butov, O. (2023). Experimentální model zesilovacího 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 keramický laser Nd:YAG bezpečný pro oči, pracující na vlnové délce 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.
Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Efektivní, spolehlivý, diodově buzený Nd:YAG laser s dlouhou životností pro vesmírnou vegetační topografickou altimetrii. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.
Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Vysoce účinné kontinuální keramické Nd:YAG lasery na 946 nm. Laser Physics Letters, 10.
Prohlášení o vyloučení odpovědnosti:
- Tímto prohlašujeme, že některé obrázky zobrazené na našich webových stránkách byly shromážděny z internetu a Wikipedie s cílem podpořit vzdělávání a sdílení informací. Respektujeme práva duševního vlastnictví všech tvůrců. Použití těchto obrázků není určeno ke komerčnímu zisku.
- Pokud se domníváte, že některý z použitého obsahu porušuje vaše autorská práva, kontaktujte nás. Jsme více než ochotni přijmout vhodná opatření, včetně odstranění obrázků nebo uvedení zdroje, abychom zajistili dodržování zákonů a předpisů o duševním vlastnictví. Naším cílem je udržovat platformu, která je bohatá na obsah, spravedlivá a respektuje práva duševního vlastnictví ostatních.
- Kontaktujte nás prosím na následující e-mailové adrese:sales@lumispot.cnZavazujeme se k okamžitému přijetí jakéhokoli oznámení a garantujeme 100% spolupráci při řešení jakýchkoli takových problémů.
Obsah:
- 1. Co je to laserové zesilovací médium?
- 2. Jaké je obvyklé zesilovací médium?
- 3. Rozdíl mezi nd, er a yb
- 4. Proč jsme si jako zesilovací médium zvolili Nd:Yag
- 5. Seznam literatury (Další literatura)
Potřebujete pomoc s laserovým řešením?
Čas zveřejnění: 13. března 2024