Iepazīstinām ar cietvielu lāzeru "dvēseli"

Iepazīstinām ar cietvielu lāzeru "dvēseli"

Galvenā straumecietvielu lāzersmateriāli

Jebkura lāzera kodols ir lāzera darba viela, un cietvielu darba vielalāzersbūtībā ir cieta viela. Lielākā daļa cietvielu lāzermateriālu sastāv no kristāliskām matricām un leģētiem atomiem vai joniem ar lāzera aktivitāti, savukārt amorfās (stikla) ​​matricas ir relatīvi reti sastopamas. Paredzams, ka jaunākās keramikas sagatavošanas tehnoloģijas attīstības tendences ievērojami paplašinās lētu un augstas kvalitātes lāzermateriālu pielietojuma jomu, kurus var izgatavot daudz lielākos izmēros nekā kristāliskos materiālus.

Visbiežāk izmantotie cietvielu lāzermateriāli

Rubīns: Tā ķīmiskais sastāvs ir ar hromu leģēts alumīnija oksīds (Cr:Al₂O₃). Mākslīgajiem rubīniem ir līdzīgs ķīmiskais sastāvs kā dārgakmeņu kvalitātes rubīniem, taču tie ir augstākas tīrības un kvalitātes. Tie izskatās rozā krāsā un to lāzera viļņa garums ir 694,3 nanometri.

2. Ar neodīmu leģēts itrija alumīnija granāts (Nd:YAG): mākslīgs kristāls ar lāzera viļņa garumu 1064 nanometri, tas pieder pie tuvā infrasarkanā starojuma diapazona un ir pilnīgi neredzams un nedrošs acīm. Nd:YAG pašlaik ir visplašāk izmantotais cietvielu lāzermateriāls, kas ievērojami pārsniedz rubīna lāzera starojuma slieksni. Galvenais iemesls ir zemāks lāzera starojuma slieksnis, un tas var sasniegt lielāku izejas enerģiju ar tādu pašu ieejas enerģiju.

3. Ar neodīmu leģēts itrija vanadāts (Nd:YVO₄). Bieži vien saukts vienkārši par “vanadātu”, tas ir kļuvis par iecienītāko materiālu zemas un vidējas jaudas (līdz pat vairākiem vatiem) diodu sūknētiem cietvielu lāzeriem, pateicoties tā lielajam stimulētās emisijas šķērsgriezumam, zemajam lāzera slieksnim un polarizētajām izejas īpašībām. Darbības viļņu garumi ir 1064 nanometri un 1340 nanometri, un pēc frekvences dubultošanas tas var izstarot lāzerus ar viļņu garumiem 532 nanometri un 670 nanometri.

4. Ar neodīmu leģēts stikls (Nd:Glass): Izmantojot amorfu stiklu kā matricu, tā lāzera īpašības ir līdzīgas Nd:YAG īpašībām. Tā galvenais trūkums ir relatīvi zemā siltumvadītspēja, tikai 1/10 no kristāla, kas apgrūtina dzesēšanu lieljaudas lietojumos. Tomēr tā priekšrocība ir tā, ka to var pārveidot par lāzera vidi ar diametru, kas pārsniedz vienu pēdu, efektīvi kontrolējot enerģijas blīvumu un novēršot optisko komponentu bojājumus kilodžoulu līmenī.impulsa lāzers, un ar salīdzinoši zemām izmaksām.

Citi svarīgi cietvielu lāzeru materiāli, ar erbiju leģēti materiāli: tostarp ar erbiju leģēts itrija alumīnija granāts (Er:YAG, izejas viļņa garums 2940 nanometri) un ar erbiju leģēts stikls (Er:Glass, izejas viļņa garums 1540 nanometri). Ar holmiju leģēti materiāli: tostarp ar holmiju leģēts itrija alumīnija granāts (Ho:YAG), ar holmiju leģēts litija itrija fluorīds (Ho:YLF) un ar holmiju leģēts stikls (Ho:stikls, izejas viļņa garums 2000 līdz 2100 nanometri). Ar tūliju leģēti materiāli: tostarp ar tūliju leģēts itrija alumīnija granāts (Tm:YAG), ar tūliju leģēts lutēcija alumīnija granāts (Tm:LuAG) un ar tūliju un holmiju kopā leģēts litija itrija fluorīds (Tm,Ho:YLF, izejas viļņa garums 2000 līdz 2030 nanometri). Ar iterbiju leģēti materiāli: piemēram, ar iterbiju leģēts kālija gadolīnija volframāts (Yb:KGW, izejas viļņa garums no 1025 līdz 1045 nanometriem). Aleksandrīts (izejas viļņa garums no 655 līdz 815 nanometriem). Ar titānu leģēts safīrs (Ti:Sapphire, izejas viļņa garums no 840 līdz 1100 nanometriem).