Balita - Bakit ginagamit namin ang Nd: YAG crystal bilang gain medium sa DPSS laser?

Mag-subscribe sa Aming Social Media Para sa Maagap na Post

Ano ang Laser Gain Medium?

Ang laser gain medium ay isang materyal na nagpapalaki ng liwanag sa pamamagitan ng stimulated emission. Kapag ang mga atom o molekula ng medium ay nasasabik sa mas mataas na antas ng enerhiya, maaari silang maglabas ng mga photon ng isang partikular na wavelength kapag bumabalik sa mas mababang estado ng enerhiya. Pinapalakas ng prosesong ito ang liwanag na dumadaan sa medium, na mahalaga sa operasyon ng laser.

[Kaugnay na Blog:Mga pangunahing bahagi ng laser]

Ano ang Karaniwang Gain Medium?

Ang daluyan ng pakinabang ay maaaring iba-iba, kabilang angmga gas, mga likido (tina), mga solido(mga kristal o baso na doped gamit ang rare-earth o transition metal ions), at semiconductors.Solid-state na mga laser, halimbawa, kadalasang gumagamit ng mga kristal tulad ng Nd: YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet) o mga basong doped na may mga rare-earth na elemento. Gumagamit ang mga dye laser ng mga organikong tina na natunaw sa mga solvent, at ang mga gas laser ay gumagamit ng mga gas o gas mixture.

Laser rods (mula kaliwa pakanan): Ruby, Alexandrite, Er:YAG, Nd:YAG

Ang mga pagkakaiba sa pagitan ng Nd (Neodymium), Er (Erbium), at Yb (Ytterbium) bilang mga gain medium

pangunahing nauugnay sa kanilang mga wavelength ng paglabas, mga mekanismo ng paglilipat ng enerhiya, at mga aplikasyon, lalo na sa konteksto ng mga doped laser na materyales.

Mga Wavelength ng Emisyon:

- Er: Karaniwang naglalabas ang Erbium sa 1.55 µm, na nasa rehiyong ligtas sa mata at lubhang kapaki-pakinabang para sa mga aplikasyon ng telekomunikasyon dahil sa mababang pagkawala nito sa mga optical fiber (Gong et al., 2016).

- Yb: Ang Ytterbium ay madalas na naglalabas ng humigit-kumulang 1.0 hanggang 1.1 µm, na ginagawa itong angkop para sa malawak na hanay ng mga application, kabilang ang mga high-power na laser at amplifier. Ang Yb ay kadalasang ginagamit bilang sensitizer para sa Er upang mapahusay ang kahusayan ng mga Er-doped device sa pamamagitan ng paglilipat ng enerhiya mula sa Yb patungo sa Er.

- Nd: Neodymium-doped na materyales ay karaniwang naglalabas ng humigit-kumulang 1.06 µm. Ang Nd:YAG, halimbawa, ay kilala sa kahusayan nito at malawakang ginagamit sa parehong pang-industriya at medikal na mga laser (Y. Chang et al., 2009).

Mga Mekanismo sa Paglilipat ng Enerhiya:

- Er at Yb Co-doping: Ang co-doping ng Er at Yb sa isang host medium ay kapaki-pakinabang para sa pagpapahusay ng emission sa 1.5-1.6 µm range. Ang Yb ay gumaganap bilang isang mahusay na sensitizer para sa Er sa pamamagitan ng pagsipsip ng pump light at paglilipat ng enerhiya sa Er ions, na humahantong sa pinalakas na emisyon sa telecommunications band. Ang paglipat ng enerhiya na ito ay mahalaga para sa pagpapatakbo ng Er-doped fiber amplifier (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Ang Nd ay hindi karaniwang nangangailangan ng sensitizer tulad ng Yb sa Er-doped system. Ang kahusayan ng Nd ay nagmula sa direktang pagsipsip nito ng ilaw ng bomba at kasunod na paglabas, na ginagawa itong isang tapat at mahusay na daluyan ng laser gain.

Mga Application:

- Er:Pangunahing ginagamit sa telekomunikasyon dahil sa paglabas nito sa 1.55 µm, na tumutugma sa pinakamababang window ng pagkawala ng silica optical fibers. Ang mga er-doped gain medium ay kritikal para sa mga optical amplifiers at laser sa malayuang fiber optic na mga sistema ng komunikasyon.

- Yb:Madalas na ginagamit sa mga high-power na application dahil sa medyo simpleng electronic structure nito na nagbibigay-daan para sa mahusay na diode pumping at high power output. Ginagamit din ang mga materyal na Yb-doped upang mapahusay ang pagganap ng mga sistema ng Er-doped.

- Nd: Tamang-tama para sa isang malawak na hanay ng mga aplikasyon, mula sa pang-industriya na pagputol at hinang hanggang sa mga medikal na laser. Ang mga laser ng Nd:YAG ay partikular na pinahahalagahan para sa kanilang kahusayan, kapangyarihan, at kakayahang magamit.

Bakit namin pinili ang Nd:YAG bilang gain medium sa DPSS laser

Ang DPSS laser ay isang uri ng laser na gumagamit ng solid-state gain medium (tulad ng Nd: YAG) na nabomba ng isang semiconductor laser diode. Ang teknolohiyang ito ay nagbibigay-daan para sa mga compact, mahusay na laser na may kakayahang gumawa ng mga de-kalidad na beam sa nakikita-sa-infrared na spectrum. Para sa isang detalyadong artikulo, maaari mong isaalang-alang ang paghahanap sa mga kagalang-galang na siyentipikong database o mga publisher para sa mga komprehensibong pagsusuri sa DPSS laser technology.

[Kaugnay na Produkto :Diode-pumped solid-state na laser]

Ang Nd:YAG ay kadalasang ginagamit bilang gain medium sa semiconductor-pumped laser modules sa ilang kadahilanan, gaya ng itinampok ng iba't ibang pag-aaral:

1.High Efficiency at Power Output: Isang disenyo at simulation ng isang diode side-pumped Nd:YAG laser module ay nagpakita ng makabuluhang kahusayan, na may isang diode side-pumped Nd:YAG laser na nagbibigay ng maximum na average na kapangyarihan na 220 W habang pinapanatili ang pare-parehong enerhiya sa bawat pulso sa isang malawak na hanay ng frequency. Ipinapahiwatig nito ang mataas na kahusayan at potensyal para sa mataas na kapangyarihan na output ng Nd:YAG laser kapag pumped sa pamamagitan ng diodes (Lera et al., 2016).
2. Operational Flexibility at Reliability: Nd:YAG ceramics ay ipinapakita upang gumana nang mahusay sa iba't ibang mga wavelength, kabilang ang eye-safe wavelength, na may mataas na optical-to-optical na kahusayan. Ito ay nagpapakita ng Nd:YAG's versatility at reliability bilang gain medium sa iba't ibang laser applications (Zhang et al., 2013).
3. Longevity at Beam Quality: Ang pananaliksik sa isang napakahusay, diode-pumped, Nd:YAG laser ay nagbigay-diin sa mahabang buhay at pare-parehong pagganap nito, na nagpapahiwatig ng pagiging angkop ng Nd:YAG para sa mga application na nangangailangan ng matibay at maaasahang mga pinagmumulan ng laser. Ang pag-aaral ay nag-ulat ng pinalawig na operasyon na may higit sa 4.8 x 10 ^ 9 na mga pag-shot nang walang optical na pinsala, na pinapanatili ang mahusay na kalidad ng beam (Coyle et al., 2004).
4.Highly Efficient Continuous-Wave Operation:Ipinakita ng mga pag-aaral ang napakahusay na tuluy-tuloy na alon (CW) na operasyon ng Nd:YAG lasers, na itinatampok ang kanilang pagiging epektibo bilang isang gain medium sa diode-pumped laser system. Kabilang dito ang pagkamit ng mataas na optical conversion efficiencies at slope efficiencies, karagdagang pagpapatunay sa pagiging angkop ng Nd:YAG para sa high-efficiency na mga aplikasyon ng laser (Zhu et al., 2013).

Ang kumbinasyon ng mataas na kahusayan, power output, operational flexibility, reliability, longevity, at mahusay na kalidad ng beam ay ginagawa ang Nd:YAG na isang ginustong gain medium sa semiconductor-pumped laser modules para sa malawak na hanay ng mga application.

Sanggunian

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Compact efficient Q-switched eye-safe laser sa 1525 nm na may double-end diffusion-bonded na kristal na Nd:YVO4 bilang isang self-Raman medium. Optis Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Growth at spectroscopic properties ng Er:Yb:KGd(PO3)_4 crystal bilang isang promising 155 µm laser gain medium. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Experiment-based na modelo ng Er/Yb gain medium para sa fiber amplifier at laser. Journal ng Optical Society of America B.

Lera, R., Valle-Brozas, F., Torres-Peiró, S., Ruiz-de-la-Cruz, A., Galán, M., Bellido, P., Seimetz, M., Benlloch, J., & Roso, L. (2016). Mga simulation ng gain profile at performance ng isang diode side-pumped QCW Nd:YAG laser. Applied Optics, 55(33), 9573-9576.

Zhang, H., Chen, X., Wang, Q., Zhang, X., Chang, J., Gao, L., Shen, H., Cong, Z., Liu, Z., Tao, X., & Li, P. (2013). Mataas na kahusayan Nd:YAG ceramic eye-safe laser na tumatakbo sa 1442.8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Mahusay, maaasahan, mahabang buhay, diode-pumped Nd:YAG laser para sa space-based vegetation topographical altimetry. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Napakahusay na tuloy-tuloy na alon Nd:YAG ceramic lasers sa 946 nm. Laser Physics Letter, 10.

Disclaimer:

Ipinapahayag namin na ang ilan sa mga larawang ipinapakita sa aming website ay kinokolekta mula sa Internet at Wikipedia, na may layuning isulong ang edukasyon at pagbabahagi ng impormasyon. Iginagalang namin ang mga karapatan sa intelektwal na ari-arian ng lahat ng mga creator. Ang paggamit ng mga larawang ito ay hindi inilaan para sa komersyal na pakinabang.
Kung naniniwala kang lumalabag sa iyong copyright ang alinman sa nilalamang ginamit, mangyaring makipag-ugnayan sa amin. Kami ay higit sa handa na gumawa ng mga naaangkop na hakbang, kabilang ang pag-alis ng mga larawan o pagbibigay ng wastong pagpapatungkol, upang matiyak ang pagsunod sa mga batas at regulasyon ng intelektwal na ari-arian. Ang aming layunin ay mapanatili ang isang platform na mayaman sa nilalaman, patas, at iginagalang ang mga karapatan sa intelektwal na pag-aari ng iba.
Mangyaring makipag-ugnayan sa amin sa sumusunod na email address:sales@lumispot.cn. Nangangako kami na magsasagawa ng agarang pagkilos kapag nakatanggap ng anumang abiso at ginagarantiyahan ang 100% na pakikipagtulungan sa paglutas ng anumang mga naturang isyu.

Talaan ng mga Nilalaman: