Introduktion till "själen" hos fasta tillståndslasrar

Introduktion till "själen" hos fasta tillståndslasrar

Vanligfastfaslasermaterial

Kärnan i varje laser är laserns arbetssubstans och arbetssubstansen i ett fast tillståndlaserär i huvudsak fast. De flesta fasta lasermedier består av kristallmatriser och dopade atomer eller joner med laseraktivitet, medan amorfa (glas) matriser är relativt sällsynta. Den senaste utvecklingen inom keramisk framställningsteknik förväntas avsevärt utöka tillämpningsområdet för billiga och högkvalitativa lasermaterial, vilka kan tillverkas i en storlek som är mycket större än kristallmaterial.

Kärnmaterial som vanligtvis används i fasta tillståndslaserer

Rubin: Dess kemiska sammansättning är kromdopad aluminiumoxid (Cr:Al₂O₃). Konstgjorda rubiner har en liknande kemisk sammansättning som rubiner av ädelstenskvalitet, men de har högre renhet och kvalitet. De ser rosa ut och har en laservåglängd på 694,3 nanometer.

2. Neodymdopad yttriumaluminiumgranat (Nd:YAG): Konstgjord kristall, med en laservåglängd på 1064 nanometer, tillhör den nära-infrarött ljus och är helt osynlig och farlig för ögonen. Nd:YAG är för närvarande det mest använda fasta tillståndslasermaterialet, vilket vida överträffar rubin. Huvudskälet är att dess lasertröskel är lägre och att den kan uppnå högre utgångsenergi med samma ingångsenergi.

3. Neodymdopad yttriumvanadat (Nd:YVO₄) Ofta helt enkelt kallad "vanadat" har det blivit det föredragna materialet för diodpumpade fasta tillståndslasrar med låg till medelhög effekt (upp till flera watt) på grund av dess stora stimulerade emissionstvärsnitt, låga lasertröskelvärde och polariserade utgångsegenskaper. Driftsvåglängderna är 1064 nanometer och 1340 nanometer, och efter frekvensdubbling kan det mata ut lasrar med våglängder på 532 nanometer och 670 nanometer.

4. Neodymdopat glas (Nd:Glas): Med amorft glas som matris liknar dess laseregenskaper de hos Nd:YAG. Dess största nackdel är att dess värmeledningsförmåga är relativt låg, endast 1/10 av en kristalls, vilket gör det svårt att kyla det i högeffektsapplikationer. Fördelen ligger dock i att det kan tillverkas till lasermedia med en diameter som överstiger 30 cm, vilket effektivt kontrollerar energitätheten och undviker skador på optiska komponenter i kilojoule-nivå.pulserad laser, och har en relativt låg kostnad.

Andra viktiga fastfaslasermaterial, erbiumdopade material: inklusive erbiumdopad yttriumaluminiumgranat (Er:YAG, utgångsvåglängd 2940 nanometer) och erbiumdopad glas (Er:Glas, utgångsvåglängd 1540 nanometer). Holmiumdopade material: inklusive holmiumdopad yttriumaluminiumgranat (Ho:YAG), holmiumdopad litiumyttriumfluorid (Ho:YLF) och holmiumdopad glas (Ho:glas, utgångsvåglängd 2000 till 2100 nanometer). Tuliumdopade material: inklusive tuliumdopad yttriumaluminiumgranat (Tm:YAG), tuliumdopad lutetiumaluminiumgranat (Tm:LuAG) och tulium-holmium-samdopad litiumyttriumfluorid (Tm,Ho:YLF, utgångsvåglängd 2000 till 2030 nanometer). Ytterbiumdopade material: såsom ytterbiumdopad kaliumgadoliniumvolframat (Yb:KGW, utgångsvåglängd 1025 till 1045 nanometer). Alexandrit (utgångsvåglängd 655 till 815 nanometer). Titandopad safir (Ti:Safir, utgångsvåglängd 840 till 1100 nanometer)