Представляємо «Душу» твердотільних лазерів

Представляємо «Душу» твердотільних лазерів

Мейнстрімтвердотільний лазерматеріали

Основою будь-якого лазера є робоча речовина лазера, а робочою речовиною є твердотільна речовина...лазерє по суті твердим. Більшість твердотільних лазерних середовищ складаються з кристалічних матриць та легованих атомів або іонів з лазерною активністю, тоді як аморфні (скляні) матриці зустрічаються відносно рідко. Очікується, що новітні розробки в технології приготування кераміки значно розширять сферу застосування недорогих та високоякісних лазерних матеріалів, які можна виготовляти в розмірах, значно більших за кристалічні матеріали.

Основні поширені матеріали для твердотільних лазерів

Рубін: Його хімічний склад – легований хромом оксид алюмінію (Cr:Al₂O₃). Штучні рубіни мають подібний хімічний склад до рубінів ювелірної якості, але вони вищої чистоти та якості. Вони мають рожевий колір та довжину хвилі лазера 694,3 нанометра.

2. Неодимом легований ітрій-алюмінієвий гранат (Nd:YAG): штучний кристал з довжиною хвилі лазера 1064 нанометри, він належить до ближнього інфрачервоного випромінювання, повністю невидимий та небезпечний для очей. Nd:YAG наразі є найпоширенішим твердотільним лазерним матеріалом, значно перевершуючи рубін. Основна причина полягає в тому, що його лазерний поріг нижчий, і він може досягти вищої вихідної енергії за тієї ж вхідної енергії.

3. Ванадат ітрію (Nd:YVO₄), легований неодимом. Часто його просто називають «ванадатом», він став кращим матеріалом для твердотільних лазерів з діодним накачуванням низької та середньої потужності (до кількох ват) завдяки великому поперечному перерізу вимушеного випромінювання, низькому лазерному порогу та характеристикам поляризованого випромінювання. Робочі довжини хвиль становлять 1064 нанометри та 1340 нанометрів, а після подвоєння частоти він може випромінювати лазери з довжинами хвиль 532 нанометри та 670 нанометрів.

4. Скло, леговане неодимом (Nd:Glass): Використання аморфного скла як матриці забезпечує його лазерні властивості, подібні до властивостей Nd:YAG. Основним недоліком є ​​відносно низька теплопровідність, лише 1/10 від теплопровідності кристала, що ускладнює його охолодження у високоенергетичних застосуваннях. Однак його перевага полягає в тому, що його можна використовувати для лазерного випромінювання діаметром понад 30 см, ефективно контролюючи щільність енергії та уникаючи пошкодження оптичних компонентів на кілоджоульному рівні.імпульсний лазер, та мають відносно низьку вартість.

Інші важливі матеріали для твердотільних лазерів, леговані ербієм матеріали: включаючи легований ербієм ітрій-алюмінієвий гранат (Er:YAG, довжина хвилі випромінювання 2940 нанометрів) та леговане ербієм скло (Er:Glass, довжина хвилі випромінювання 1540 нанометрів). Матеріали, леговані гольмієм: включаючи легований гольмієм ітрій-алюмінієвий гранат (Ho:YAG), легований гольмієм фторид літію-ітрію (Ho:YLF) та леговане гольмієм скло (Ho:скло, довжина хвилі випромінювання від 2000 до 2100 нанометрів). Матеріали, леговані тулієм: включаючи легований тулієм ітрій-алюмінієвий гранат (Tm:YAG), легований тулієм лютецій-алюмінієвий гранат (Tm:LuAG) та легований тулієм-гольмієм фторид літію-ітрію (Tm,Ho:YLF, довжина хвилі випромінювання від 2000 до 2030 нанометрів). Матеріали, леговані ітербієм: такі як легований ітербієм вольфрамат калію-гадолінію (Yb:KGW, довжина хвилі виходу від 1025 до 1045 нанометрів). Александрит (довжина хвилі виходу від 655 до 815 нанометрів). Сапфір, легований титаном (Ti:Сапфір, довжина хвилі виходу від 840 до 1100 нанометрів).