Твердотельный лазер
Твердотельный лазер является лазером, который использует твердое вещество в качестве лазерной среды. В этих лазерах используются стеклянные или кристаллические материалы.
Ионы вводят в качестве примесей в материал, который может быть стеклом или кристаллическим. Процесс добавления примесей к веществу называется допированием. Редкоземельные элементы, такие как церий (Ce), эрбий (Er), иттербий (Yb) и т.д., наиболее часто используются в качестве легирующих примесей.
В качестве материалов для лазерной среды используются такие материалы, как сапфир (Al2O3), легированный неодимом иттрий-алюминиевый гранат (Nd: YAG), стекло легированного неодимом (Nd: стекло) и стекло, легированное иттербием. Из них наиболее широко используется легированный неодимом иттрий-алюминиевый гранат (Nd: YAG).
Первым твердотельным лазером был рубиновый лазер. Он по-прежнему используется в некоторых приложениях. В этом лазере в качестве лазерной среды используется рубиновый кристалл.
В твердотельных лазерах в качестве источника накачки используется световая энергия. В качестве накачки используются источники света, такие как вспышка, импульсная лампа, дуговые лампы или лазерные диоды.
Полупроводниковые лазеры не относятся к этой категории, поскольку эти лазеры обычно электрически накачиваются и генерация излучения связана с другими физическими процессами.
|
Рабочее тело |
Длина волны |
Источник накачки |
Применение |
|
Рубиновый лазер |
694,3 нм |
Импульсная лампа |
Голография, удаление татуировок. Первый представленный тип лазера (1960). |
|
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием неодимом(Nd:YAG) |
1,064 мкм, (1,32 мкм) |
Импульсная лампа, лазерный диод |
Обработка материалов, лазерные дальномеры, лазерные целеуказатели, хирургия, научные исследования, накачка других лазеров. Один из самых распространённых лазеров высокой мощности. Обычно работает в импульсном режиме (доли наносекунд). Нередко используется в сочетании с удвоителем частоты и соответственным изменением длины волны на 532 нм. Известны конструкции с квазинепрерывным режимом излучения. |
|
Лазер на фториде иттрия-лития с легированием неодимом (Nd:YLF) |
1,047 и 1,053 мкм |
Импульсная лампа, лазерный диод |
Наиболее часто используются для накачки титан-сапфировых лазеров, используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике. |
|
Лазер на ванадате иттрия(YVO4) с легированием неодимом (Nd:YVO) |
1,064 мкм |
Лазерные диоды |
Наиболее часто используются для накачки титан-сапфировых лазеров, используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике. |
|
Лазер на неодимовомстекле (Nd:Glass) |
~1,062 мкм (Силикатные стёкла), ~1,054 мкм (Фосфатные стёкла) |
Импульсная лампа, Лазерные диоды |
Лазеры сверхвысокой мощности (тераватты) и энергии (мегаджоули). Обычно работают в нелинейном режиме утроения частоты до 351 нм в устройствах лазерной плавки. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС). Накачка рентгеновских лазеров. |
|
Титан-сапфировый лазер |
650—1100 нм |
Другой лазер |
Спектроскопия, лазерные дальномеры, научные исследования. |
|
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием тулием(Tm:YAG) |
2,0 мкм |
Лазерные диоды |
Лазерные радары |
|
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием иттербием(Yb:YAG) |
1,03 мкм |
Импульсная лампа, Лазерные диоды |
Обработка материалов, исследование сверхкоротких импульсов, мультифотонная микроскопия, лазерные дальномеры. |
|
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием гольмием(Ho:YAG) |
2,1 мкм |
Лазерные диоды |
Медицина |
|
Церий-легированный литий-стронций (или кальций)-алюмо-фторидный лазер (Ce:LiSAF, Ce:LiCAF) |
~280-316 нм |
Лазер Nd:YAG с учетверением частоты, Эксимерный лазер, лазер на парах ртути. |
Исследование атмосферы, лазерные дальномеры, научные разработки. |
|
Лазер на александрите с легированием хромом |
Настраивается в диапазоне от 700 до 820 нм |
Импульсная лампа, Лазерные диоды. Для непрерывного режима — дуговая ртутная лампа |
Дерматология, лазерные дальномеры. |
|
Волоконный лазер с легированием эрбием |
1,53-1,56 мкм |
Лазерные диоды |
Оптические усилители в волоконно-оптических линиях связи, обработка металлов (резка, сварка, гравировка), термораскалывание стекла, медицина, косметология. |
|
Лазеры на фторидекальция, легированном ураном (U:CaF2) |
2,5 мкм |
Импульсная лампа |
Первый 4-х уровневый твердотельный лазер, второй работающий тип лазера (после рубинового лазера Маймана), охлаждался жидким гелием, сегодня нигде не используется. |
|
Лазеры на халькогенидахцинка/кадмия, легированных переходными металлами (хромом,железом) (TM2+:AIIBVI, Cr2+:ZnSe, Fe2+:ZnSe) |
Cr2+ 1,9-3,6 мкм, Fe2+ 4-5.5 мкм |
для Cr2+-легированной активной среды — лазерный диод, эрбиевый или тулиевый волоконные лазеры, для Fe2+-легированной активной среды — Er:YAG лазер (2,94 мкм) |
Твердотельные лазеры с широкой полосой перестройки, генерация фемтосекундных лазерных импульсов |
Источник Wikipedia
Отправить ответ
Оставьте первый комментарий!
Вы должны быть зарегистрированы чтобы оставить комментарий
Вы должны быть зарегистрированы чтобы оставить комментарий