Vijesti - Zašto koristimo Nd:YAG kristal kao medij za pojačanje u DPSS laseru?

Pretplatite se na naše društvene mreže za brzu objavu

Šta je medij za pojačanje lasera?

Lasersko pojačanje je materijal koji pojačava svjetlost stimuliranom emisijom. Kada su atomi ili molekuli medija pobuđeni na više energetske nivoe, oni mogu emitovati fotone određene talasne dužine kada se vraćaju u stanje niže energije. Ovaj proces pojačava svjetlost koja prolazi kroz medij, što je fundamentalno za rad lasera.

[Povezani blog:Ključne komponente lasera]

Šta je uobičajeni medij pojačanja?

Medijum pojačanja može da varira, uključujućigasovi, tečnosti (boje), čvrste materije(kristali ili stakla dopirana ionima rijetkih zemalja ili prijelaznih metala) i poluvodiči.Solid-state laseri, na primjer, često koriste kristale kao što je Nd:YAG (Itrijum-aluminijski granat dopiran neodimijumom) ili čaše dopirane elementima retkih zemalja. Laseri za bojenje koriste organske boje otopljene u rastvaračima, a plinski laseri koriste plinove ili mješavine plinova.

Laserski štapovi (s lijeva na desno): Rubin, Aleksandrit, Er:YAG, Nd:YAG

Razlike između Nd (neodima), Er (erbija) i Yb (iterbija) kao medija za pojačanje

prvenstveno se odnose na njihove talasne dužine emisije, mehanizme prenosa energije i primene, posebno u kontekstu dopiranih laserskih materijala.

talasne dužine emisije:

- Er: Erbij obično emituje na 1,55 µm, što je u području bezbednom za oči i veoma korisno za telekomunikacijske aplikacije zbog niskog gubitka u optičkim vlaknima (Gong et al., 2016).

- Yb: Yterbijum često emituje oko 1,0 do 1,1 µm, što ga čini pogodnim za širok spektar primena, uključujući lasere velike snage i pojačala. Yb se često koristi kao senzibilizator za Er kako bi se poboljšala efikasnost uređaja dopiranih Er prenosom energije sa Yb na Er.

- Nd: Materijali dopirani neodimijumom obično emituju oko 1,06 µm. Nd:YAG, na primjer, poznat je po svojoj efikasnosti i široko se koristi u industrijskim i medicinskim laserima (Y. Chang et al., 2009).

Mehanizmi prijenosa energije:

- Ko-dopiranje Er i Yb: Ko-dopiranje Er i Yb u mediju domaćinu je korisno za povećanje emisije u opsegu od 1,5-1,6 µm. Yb deluje kao efikasan senzibilizator za Er apsorbujući svetlost pumpe i prenoseći energiju na Er jone, što dovodi do pojačane emisije u telekomunikacionom opsegu. Ovaj prijenos energije je ključan za rad pojačivača vlakana dopiranih Er (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd obično ne zahteva senzibilizator kao što je Yb u sistemima dopiranim Er. Efikasnost Nd-a proizilazi iz njegove direktne apsorpcije svjetlosti pumpe i naknadne emisije, što ga čini jednostavnim i efikasnim sredstvom za pojačavanje lasera.

Prijave:

- Er:Primarno se koristi u telekomunikacijama zbog svoje emisije na 1,55 µm, što se poklapa s prozorom minimalnih gubitaka silicijumskih optičkih vlakana. Er-dopirani medijumi pojačanja su kritični za optička pojačala i lasere u optičkim komunikacionim sistemima na daljinu.

- Yb:Često se koristi u aplikacijama velike snage zbog svoje relativno jednostavne elektronske strukture koja omogućava efikasno pumpanje dioda i veliku izlaznu snagu. Yb-dopirani materijali se također koriste za poboljšanje performansi sistema dopiranih Er.

- Nd: Pogodan za širok spektar primjena, od industrijskog rezanja i zavarivanja do medicinskih lasera. Nd:YAG laseri su posebno cijenjeni zbog svoje efikasnosti, snage i svestranosti.

Zašto smo odabrali Nd:YAG kao medij za pojačanje u DPSS laseru

DPSS laser je vrsta lasera koji koristi medij za pojačanje u čvrstom stanju (kao što je Nd:YAG) koji pumpa poluvodička laserska dioda. Ova tehnologija omogućava kompaktne, efikasne lasere koji mogu proizvesti visokokvalitetne zrake u vidljivom do infracrvenom spektru. Za detaljan članak, razmislite o pretraživanju renomiranih naučnih baza podataka ili izdavača za sveobuhvatne preglede DPSS laserske tehnologije.

[Povezani proizvod:Solid-state laser sa diodnom pumpom]

Nd:YAG se često koristi kao medij za pojačanje u laserskim modulima sa poluvodičkim pumpama iz nekoliko razloga, što je istaknuto u različitim studijama:

1. Visoka efikasnost i izlazna snaga: Dizajn i simulacije Nd:YAG laserskog modula sa bočnom diodnom pumpom pokazali su značajnu efikasnost, sa diodnim bočnim Nd:YAG laserom koji pruža maksimalnu prosječnu snagu od 220 W uz održavanje konstantne energije po impulsu u širokom frekventnom opsegu. Ovo ukazuje na visoku efikasnost i potencijal za veliku izlaznu snagu Nd:YAG lasera kada se pumpaju diodama (Lera et al., 2016).
2. Operativna fleksibilnost i pouzdanost: Nd:YAG keramika je pokazala da efikasno radi na različitim talasnim dužinama, uključujući talasne dužine sigurne za oči, sa visokom optičkom efikasnošću. Ovo pokazuje svestranost i pouzdanost Nd:YAG-a kao medija za pojačavanje u različitim laserskim aplikacijama (Zhang et al., 2013).
3. Dugovječnost i kvaliteta zraka: Istraživanje visoko efikasnog Nd:YAG lasera sa diodnom pumpom naglasilo je njegovu dugovječnost i konzistentne performanse, što ukazuje na prikladnost Nd:YAG za aplikacije koje zahtijevaju izdržljive i pouzdane laserske izvore. Studija je izvestila o produženom radu sa više od 4,8 x 10^9 snimaka bez optičkih oštećenja, uz održavanje odličnog kvaliteta zraka (Coyle et al., 2004).
4. Visoko efikasan rad na kontinuiranim talasima:Studije su pokazale visoko efikasan rad Nd:YAG lasera na kontinuiranim talasima (CW), ističući njihovu efikasnost kao medijum za pojačanje u laserskim sistemima sa diodnom pumpom. Ovo uključuje postizanje visoke efikasnosti optičke konverzije i efikasnosti nagiba, što dodatno potvrđuje prikladnost Nd:YAG za visokoefikasne laserske aplikacije (Zhu et al., 2013).

Kombinacija visoke efikasnosti, izlazne snage, operativne fleksibilnosti, pouzdanosti, dugovečnosti i odličnog kvaliteta snopa čini Nd:YAG poželjnim medijumom pojačanja u laserskim modulima sa poluprovodničkom pumpom za širok spektar primena.

Referenca

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Kompaktni, efikasni laser za oči sa preklopnim Q-om na 1525 nm sa kristalom Nd:YVO4 sa dvostrukom difuzijom kao samo-Ramanovim medijem. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Rast i spektroskopska svojstva kristala Er:Yb:KGd(PO3)_4 kao obećavajućeg medija za pojačavanje lasera od 155 µm. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Eksperimentalno zasnovan model Er/Yb medijuma za pojačavanje za vlaknaste pojačivače i lasere. 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). Simulacije profila pojačanja i performansi QCW Nd:YAG lasera sa diodnom bočnom pumpom. Primijenjena optika, 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). Visoko efikasan Nd:YAG keramički laser koji je siguran za oči, koji radi na 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Efikasan, pouzdan, dugovječni Nd:YAG laser sa diodnom pumpom za topografsku altimetriju vegetacije u svemiru. Primijenjena optika, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., i Duan, Y. (2013). Visoko efikasni Nd:YAG keramički laseri kontinuiranog talasa na 946 nm. Pisma o laserskoj fizici, 10.

Odricanje od odgovornosti:

Ovim izjavljujemo da su neke od slika prikazanih na našoj web stranici prikupljene sa interneta i Wikipedije, s ciljem promoviranja obrazovanja i razmjene informacija. Poštujemo prava intelektualnog vlasništva svih kreatora. Upotreba ovih slika nije namijenjena komercijalnoj dobiti.
Ako smatrate da bilo koji od korištenih sadržaja krši vaša autorska prava, kontaktirajte nas. Više smo nego spremni da preduzmemo odgovarajuće mere, uključujući uklanjanje slika ili davanje odgovarajućeg atribucije, kako bismo osigurali usklađenost sa zakonima i propisima o intelektualnoj svojini. Naš cilj je održavati platformu koja je bogata sadržajem, poštena i poštuje prava intelektualnog vlasništva drugih.
Molimo kontaktirajte nas na sljedeću email adresu:sales@lumispot.cn. Obavezujemo se da ćemo odmah preduzeti radnje po prijemu bilo kakvog obaveštenja i garantujemo 100% saradnju u rešavanju takvih problema.

Sadržaj: