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

Pretplatite se na naše društvene mreže za brze objave

Šta je laserski medij za pojačanje?

Medij za lasersko pojačanje je materijal koji pojačava svjetlost stimuliranom emisijom. Kada se atomi ili molekuli medija pobude na više energetske nivoe, oni mogu emitirati fotone određene talasne dužine pri povratku u niže energetsko stanje. Ovaj proces pojačava svjetlost koja prolazi kroz medij, što je fundamentalno za rad lasera.

[Povezani blog:]Ključne komponente lasera]

Koji je uobičajeni srednji dobitak?

Sredstvo pojačanja može biti različito, uključujućiplinovi, tečnosti (boje), čvrste tvari(kristali ili stakla dopirana ionima rijetkih zemalja ili prelaznih metala) i poluprovodnici.Laseri u čvrstom stanjuNa primjer, često koriste kristale poput Nd:YAG (neodimijumom dopirani itrijum aluminijumski granat) ili stakla dopirana rijetkim zemnim elementima. Laseri s bojom koriste organske boje rastvorene u rastvaračima, a gasni laseri koriste gasove ili gasne smjese.

Laserske šipke (s lijeva na desno): rubin, aleksandrit, Er:YAG, Nd:YAG

Razlike između Nd (neodimijuma), Er (erbija) i Yb (iterbijuma) kao pojačavajućih medija

prvenstveno se odnose na njihove emisijske valne duljine, mehanizme prijenosa energije i primjenu, posebno u kontekstu dopiranih laserskih materijala.

Talasne dužine emisije:

- Er: Erbij obično emituje na 1,55 µm, što je u području sigurnom za oči i vrlo korisno za telekomunikacijske primjene zbog niskih gubitaka u optičkim vlaknima (Gong et al., 2016).

- Yb: Iterbijum često emituje oko 1,0 do 1,1 µm, što ga čini pogodnim za širok spektar primjena, 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 i u industrijskim i u medicinskim laserima (Y. Chang et al., 2009).

Mehanizmi prijenosa energije:

- Er i Yb ko-dopiranje: Ko-dopiranje Er i Yb u mediju domaćinu je korisno za poboljšanje emisije u rasponu od 1,5-1,6 µm. Yb djeluje kao efikasan senzibilizator za Er apsorbirajući svjetlost pumpe i prenoseći energiju na Er ione, što dovodi do pojačane emisije u telekomunikacijskom opsegu. Ovaj prijenos energije je ključan za rad Er-dopiranih vlaknastih pojačala (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd obično ne zahtijeva senzibilizator poput Yb u Er-dopiranim sistemima. Nd-ova efikasnost proizilazi iz njegove direktne apsorpcije svjetlosti pumpe i naknadne emisije, što ga čini jednostavnim i efikasnim medijem za lasersko pojačanje.

Primjene:

- Erm:Prvenstveno se koristi u telekomunikacijama zbog emisije na 1,55 µm, što se poklapa s minimalnim prozorom gubitaka silicijevih optičkih vlakana. Er-dopirani mediji za pojačanje su ključni za optička pojačala i lasere u optičkim komunikacijskim sistemima na velike udaljenosti.

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

- NdPogodni 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 pojačavajući medij u DPSS laseru?

DPSS laser je vrsta lasera koji koristi čvrsto-statički medij za pojačanje (kao što je Nd:YAG) pumpan poluprovodničkom laserskom diodom. Ova tehnologija omogućava kompaktne, efikasne lasere sposobne za proizvodnju visokokvalitetnih zraka u spektru od vidljivog do infracrvenog. Za detaljan članak, možete pretražiti ugledne naučne baze podataka ili izdavače za sveobuhvatne recenzije DPSS laserske tehnologije.

[Povezani proizvod:]Diodno pumpani laser u čvrstom stanju]

Nd:YAG se često koristi kao pojačavajući medij u poluprovodničkim laserskim modulima iz nekoliko razloga, što je istaknuto u raznim studijama:

1. Visoka efikasnost i izlazna snagaDizajn i simulacije Nd:YAG laserskog modula s diodnim bočno pumpanjem pokazali su značajnu efikasnost, pri čemu je Nd:YAG laser s diodnim bočno pumpanjem osigurao maksimalnu prosječnu snagu od 220 W uz održavanje konstantne energije po impulsu u širokom frekvencijskom rasponu. 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 pouzdanostPokazalo se da Nd:YAG keramika efikasno radi na različitim talasnim dužinama, uključujući i one sigurne za oči, sa visokom optičko-optičkom efikasnošću. Ovo pokazuje svestranost i pouzdanost Nd:YAG-a kao medija za pojačanje u različitim laserskim primjenama (Zhang et al., 2013).
3. Dugovječnost i kvalitet snopaIstraživanje visoko efikasnog, diodno pumpanog, Nd:YAG lasera naglasilo je njegovu dugotrajnost i konzistentne performanse, što ukazuje na Nd:YAG-ovu pogodnost za primjene koje zahtijevaju izdržljive i pouzdane laserske izvore. Studija je izvijestila o produženom radu s više od 4,8 x 10^9 snimaka bez optičkih oštećenja, održavajući odličan kvalitet snopa (Coyle et al., 2004).
4. Visoko efikasan rad kontinuiranog talasa:Studije su pokazale visoko efikasan rad Nd:YAG lasera u kontinuiranom talasu (CW), ističući njihovu efikasnost kao pojačavajućeg medija u laserskim sistemima sa diodnom pumpom. To uključuje postizanje visoke efikasnosti optičke konverzije i efikasnosti nagiba, što dodatno potvrđuje pogodnost Nd:YAG-a za visokoefikasne laserske primjene (Zhu et al., 2013).

Kombinacija visoke efikasnosti, izlazne snage, operativne fleksibilnosti, pouzdanosti, dugovječnosti i odličnog kvaliteta snopa čini Nd:YAG preferiranim medijem za pojačanje u poluprovodničkim laserskim modulima za širok spektar primjena.

Referenca

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Kompaktni i efikasni laser sa Q-prekidačem, siguran za oči, na 1525 nm, sa dvostruko difuzijski vezanim Nd:YVO4 kristalom kao vlastitim 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 Er:Yb:KGd(PO3)_4 kristala kao obećavajućeg medija za lasersko pojačanje od 155 µm. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokih, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV i Butov, O. (2023). Eksperimentalno zasnovan model Er/Yb medija za pojačanje za vlaknasta pojačala i lasere. Časopis Optičkog društva Amerike 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). Visokoefikasni Nd:YAG keramički laser 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, dugotrajan, diodno pumpani Nd:YAG laser za svemirsku topografsku altimetriju vegetacije. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Visoko efikasni Nd:YAG keramički laseri kontinuiranog talasa na 946 nm. Laser Physics Letters, 10.

Odricanje odgovornosti:

Ovim izjavljujemo da su neke od slika prikazanih na našoj web stranici prikupljene s interneta i Wikipedije, s ciljem promoviranja obrazovanja i dijeljenja informacija. Poštujemo prava intelektualnog vlasništva svih kreatora. Korištenje ovih slika nije namijenjeno za komercijalnu dobit.
Ako smatrate da bilo koji od korištenih sadržaja krši vaša autorska prava, kontaktirajte nas. Više smo nego spremni poduzeti odgovarajuće mjere, uključujući uklanjanje slika ili navođenje odgovarajućeg izvora, kako bismo osigurali usklađenost sa zakonima i propisima o intelektualnom vlasništvu. Naš cilj je održavati platformu koja je bogata sadržajem, pravedna i poštuje prava intelektualnog vlasništva drugih.
Molimo Vas da nas kontaktirate na sljedeću email adresu:sales@lumispot.cnObavezujemo se da ćemo odmah poduzeti mjere po prijemu bilo kakve obavijesti i garantujemo 100% saradnju u rješavanju takvih problema.

Sadržaj：