Predstavljamo »dušo« trdnotenskih laserjev

Predstavljamo »dušo« trdnotenskih laserjev

Glavni toktrdno-tesni lasermateriali

Jedro vsakega laserja je laserska delovna snov, delovna snov pa je trdna snov.laserje v bistvu trdno. Večina trdnih laserskih medijev je sestavljena iz kristalnih matric in dopiranih atomov ali ionov z lasersko aktivnostjo, medtem ko so amorfne (steklene) matrice relativno redke. Pričakuje se, da bo najnovejši razvoj tehnologije priprave keramike znatno razširil področje uporabe nizkocenovnih in visokokakovostnih laserskih materialov, ki jih je mogoče izdelati v velikosti, ki je veliko večja od kristalnih materialov.

Jedro pogosto uporabljenih materialov za trdne laserje

Rubin: Njegova kemična sestava je s kromom dopiran aluminijev oksid (Cr:Al₂O₃). Umetni rubini imajo podobno kemično sestavo kot rubini draguljarske kakovosti, vendar so višje čistosti in kakovosti. So rožnate barve in imajo lasersko valovno dolžino 694,3 nanometra.

2. Z neodimom dopiran itrijev aluminijev granat (Nd:YAG): Umetni kristal z lasersko valovno dolžino 1064 nanometrov spada v bližnjo infrardečo svetlobo in je popolnoma neviden ter nevaren za oči. Nd:YAG je trenutno najpogosteje uporabljen material za trdne laserje, ki daleč presega rubin. Glavni razlog je, da ima nižji laserski prag in lahko doseže večjo izhodno energijo z enako vhodno energijo.

3. Z neodimom dopiran itrijev vanadat (Nd:YVO₄) Pogosto imenovan preprosto »vanadat«, je zaradi velikega preseka stimulirane emisije, nizkega laserskega praga in polariziranih izhodnih lastnosti postal prednostni material za trdne laserje z nizko do srednjo močjo (do nekaj vatov) z diodnim črpanjem. Delovni valovni dolžini sta 1064 nanometrov in 1340 nanometrov, po podvojitvi frekvence pa lahko oddaja laserje z valovnima dolžinama 532 nanometrov in 670 nanometrov.

4. Steklo, dopirano z neodimom (Nd:Glass): Z uporabo amorfnega stekla kot matrice so njegove laserske lastnosti podobne lastnostim Nd:YAG. Njegova glavna pomanjkljivost je relativno nizka toplotna prevodnost, le 1/10 toplotne prevodnosti kristala, zaradi česar ga je težko ohladiti v aplikacijah z veliko močjo. Vendar pa je njegova prednost v tem, da ga je mogoče predelati v laserski medij s premerom, večjim od 30 cm, s čimer se učinkovito nadzoruje gostota energije in se prepreči poškodbe optičnih komponent na ravni kilodžulov.pulzni laser, in imajo relativno nizke stroške.

Drugi pomembni materiali za trdne laserje, materiali, dopirani z erbijem: vključno z itrijevim aluminijevim granatom, dopiranim z erbijem (Er:YAG, izhodna valovna dolžina 2940 nanometrov), in steklom, dopiranim z erbijem (Er:Glass, izhodna valovna dolžina 1540 nanometrov). Materiali, dopirani s holmijem: vključno z itrijevim aluminijevim granatom, dopiranim s holmijem (Ho:YAG), litijevim itrijevim fluoridom, dopiranim s holmijem (Ho:YLF), in steklom, dopiranim s holmijem (Ho:steklo, izhodna valovna dolžina od 2000 do 2100 nanometrov). Materiali, dopirani s tulijem: vključno z itrijevim aluminijevim granatom, dopiranim s tulijem (Tm:YAG), lutecijevim aluminijevim granatom, dopiranim s tulijem (Tm:LuAG), in litijevim itrijevim fluoridom, so-dopiranim s tulijem in holmijem (Tm,Ho:YLF, izhodna valovna dolžina od 2000 do 2030 nanometrov). Materiali, dopirani z iterbijem: kot je kalijev gadolinijev volframat, dopiran z iterbijem (Yb:KGW, izhodna valovna dolžina od 1025 do 1045 nanometrov). Aleksandrit (izhodna valovna dolžina od 655 do 815 nanometrov). Safir, dopiran s titanom (Ti:Safir, izhodna valovna dolžina od 840 do 1100 nanometrov).