Қатты денелі лазерлердің «жанымен» таныстыру

Қатты денелі лазерлердің «жанымен» таныстыру

Негізгі ағымқатты денелі лазерматериалдар

Кез келген лазердің өзегі - лазерлік жұмыс заты, ал жұмыс заты - қатты дене.лазернегізінен қатты болып табылады. Қатты күйдегі лазерлік орталардың көпшілігі кристалдық матрицалардан және лазерлік белсенділігі бар легирленген атомдардан немесе иондардан тұрады, ал аморфты (шыны) матрицалар салыстырмалы түрде сирек кездеседі. Керамикалық дайындау технологиясындағы соңғы жетістіктер кристалдық материалдарға қарағанда әлдеқайда үлкен өлшемде жасалуы мүмкін арзан және жоғары сапалы лазерлік материалдарды қолдану аясын айтарлықтай кеңейтеді деп күтілуде.

Негізгі жиі қолданылатын қатты денелі лазерлік материалдар

Рубин: Оның химиялық құрамы хроммен легирленген алюминий оксиді (Cr:Al₂O₃). Жасанды рубиндердің химиялық құрамы асыл тас сапасындағы рубиндерге ұқсас, бірақ олардың тазалығы мен сапасы жоғары. Олар қызғылт түсті және лазерлік толқын ұзындығы 694,3 нанометр.

2. Неодиммен легирленген иттрий алюминий гранаты (Nd:YAG): 1064 нанометрлік лазерлік толқын ұзындығы бар жасанды кристалл инфрақызыл жарыққа жақын және көзге мүлдем көрінбейді және қауіпсіз емес. Nd:YAG қазіргі уақытта ең көп қолданылатын қатты денелі лазер материалы болып табылады, ол лағылдан әлдеқайда асып түседі. Негізгі себебі - оның лазерлік шегі төмен және сол кіріс энергиясымен жоғары шығыс энергиясына қол жеткізе алады.

3. Неодиммен легирленген иттрий ванадаты (Nd:YVO₄) Көбінесе жай ғана «ванадат» деп аталатын бұл өнім үлкен стимуляцияланған сәулелену көлденең қимасының, лазердің төмен шегінің және поляризацияланған шығыс сипаттамаларының арқасында төмен және орташа қуатты (бірнеше ваттқа дейін) диодпен сорылатын қатты денелі лазерлер үшін ең қолайлы материалға айналды. Жұмыс толқын ұзындығы 1064 нанометр және 1340 нанометр, ал жиілікті екі еселегеннен кейін ол 532 нанометр және 670 нанометр толқын ұзындығы бар лазерлерді шығара алады.

4. Неодиммен легирленген әйнек (Nd:Glass): Аморфты әйнекті матрица ретінде пайдалану арқылы оның лазерлік қасиеттері Nd:YAG қасиеттеріне ұқсас. Оның негізгі кемшілігі - оның жылу өткізгіштігі салыстырмалы түрде төмен, кристалдың жылу өткізгіштігінің тек 1/10 бөлігі ғана, бұл жоғары қуатты қолданбаларда салқындатуды қиындатады. Дегенмен, оның артықшылығы - оны диаметрі бір футтан асатын лазерлік ортаға айналдыруға болады, бұл энергия тығыздығын тиімді басқарады, оптикалық компоненттердің килоджоуль деңгейінде зақымдалуын болдырмайды.импульсті лазер, және салыстырмалы түрде төмен құны бар.

Басқа маңызды қатты денелі лазерлік материалдар, эрбиймен легирленген материалдар: эрбиймен легирленген иттрий алюминий гранатын (Er:YAG, шығыс толқын ұзындығы 2940 нанометр) және эрбиймен легирленген шыны (Er:Glass, шығыс толқын ұзындығы 1540 нанометр) қоса алғанда. Гольмиймен легирленген материалдар: гольмиймен легирленген иттрий алюминий гранатын (Ho:YAG), гольмиймен легирленген литий иттрий фторидін (Ho:YLF) және гольмиймен легирленген шыны (Ho: шыны, шығыс толқын ұзындығы 2000-нан 2100 нанометрге дейін). Тулиймен легирленген материалдар: тулиймен легирленген иттрий алюминий гранатын (Tm:YAG), тулиймен легирленген лютеций алюминий гранатын (Tm:LuAG) және тулий-голмиймен бірге легирленген литий иттрий фторидін (Tm,Ho:YLF, шығыс толқын ұзындығы 2000-нан 2030 нанометрге дейін). Иттербиймен легирленген материалдар: мысалы, иттербиймен легирленген калий гадолиний вольфраматы (Yb:KGW, шығыс толқын ұзындығы 1025-тен 1045 нанометрге дейін). Александрит (шығыс толқын ұзындығы 655-тен 815 нанометрге дейін). Титанмен легирленген сапфир (Ti:Sapphire, шығыс толқын ұзындығы 840-тан 1100 нанометрге дейін)