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

Mag-subscribe sa aming Social Media para sa mga Post na Mabilis

Ano ang isang Laser Gain Medium?

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

[Kaugnay na Blog:]Mga pangunahing bahagi ng laser]

Ano ang Karaniwang Gain Medium?

Maaaring iba-iba ang gain medium, kabilang angmga gas, mga likido (mga pangkulay), mga solido(mga kristal o salamin na nilagyan ng mga rare-earth o transition metal ion), at mga semiconductor.Mga solid-state laser, halimbawa, ay kadalasang gumagamit ng mga kristal tulad ng Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet) o mga salamin na nilagyan ng mga rare-earth elements. Ang mga dye laser ay gumagamit ng mga organic dyes na natunaw sa mga solvents, at ang mga gas laser ay gumagamit ng mga gas o mga pinaghalong gas.

Mga laser rod (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 emisyon, mga mekanismo ng paglilipat ng enerhiya, at mga aplikasyon, lalo na sa konteksto ng mga materyales na may doping laser.

Mga Haba ng Daloy ng Emisyon:

- Er: Ang erbium ay karaniwang naglalabas ng 1.55 µm, na nasa rehiyong ligtas sa mata at lubos na 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 kadalasang naglalabas ng humigit-kumulang 1.0 hanggang 1.1 µm, kaya angkop ito para sa malawak na hanay ng mga aplikasyon, kabilang ang mga high-power laser at amplifier. Ang Yb ay kadalasang ginagamit bilang sensitizer para sa Er upang mapahusay ang kahusayan ng mga device na may Er-doping sa pamamagitan ng paglilipat ng enerhiya mula Yb patungo sa Er.

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

Mga Mekanismo ng Paglilipat ng Enerhiya:

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

- Nd: Ang Nd ay karaniwang hindi nangangailangan ng sensitizer tulad ng Yb sa mga sistemang may Er-doping. Ang kahusayan ng Nd ay nagmumula sa direktang pagsipsip nito ng liwanag ng bomba at kasunod na emisyon, na ginagawa itong isang diretso at mahusay na laser gain medium.

Mga Aplikasyon:

- Uh:Pangunahing ginagamit sa telekomunikasyon dahil sa emisyon nito na 1.55 µm, na kasabay ng minimum loss window ng silica optical fibers. Ang mga er-doped gain medium ay mahalaga para sa mga optical amplifier at laser sa mga long-distance fiber optic communication system.

- Yb:Madalas na ginagamit sa mga aplikasyon na may mataas na lakas dahil sa medyo simpleng elektronikong istruktura nito na nagbibigay-daan para sa mahusay na pagbomba ng diode at mataas na output ng lakas. Ginagamit din ang mga materyales na may Yb-doping upang mapahusay ang pagganap ng mga sistemang may Er-doping.

- NdAngkop para sa malawak na hanay ng mga aplikasyon, mula sa industriyal na pagputol at pagwelding hanggang sa mga medikal na laser. Ang mga Nd:YAG laser ay partikular na pinahahalagahan dahil sa kanilang kahusayan, lakas, at kagalingan sa maraming bagay.

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 pinapagana ng isang semiconductor laser diode. Ang teknolohiyang ito ay nagbibigay-daan para sa mga compact at episyenteng laser na may kakayahang gumawa ng mga de-kalidad na beam sa visible-to-infrared 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 review sa teknolohiya ng DPSS laser.

[Kaugnay na Produkto:]Solid-state laser na pinapagana ng diode]

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

1. Mataas na Kahusayan at Output ng LakasAng disenyo at mga simulasyon ng isang diode side-pumped Nd:YAG laser module ay nagpakita ng makabuluhang kahusayan, kung saan ang isang diode side-pumped Nd:YAG laser ay nagbibigay ng pinakamataas na average na lakas na 220 W habang pinapanatili ang pare-parehong enerhiya bawat pulso sa isang malawak na saklaw ng frequency. Ipinapahiwatig nito ang mataas na kahusayan at potensyal para sa mataas na output ng lakas ng mga Nd:YAG laser kapag pinabomba ng mga diode (Lera et al., 2016).
2. Kakayahang umangkop at Maaasahan sa OperasyonAng mga Nd:YAG ceramic ay naipakita na mahusay na gumagana sa iba't ibang wavelength, kabilang ang mga wavelength na ligtas sa mata, na may mataas na optical-to-optical efficiency. Ipinapakita nito ang versatility at reliability ng Nd:YAG bilang isang gain medium sa iba't ibang aplikasyon ng laser (Zhang et al., 2013).
3. Kahabaan ng buhay at Kalidad ng SinagBinigyang-diin ng pananaliksik sa isang lubos na mahusay, diode-pumped, Nd:YAG laser ang tibay at pare-parehong pagganap nito, na nagpapahiwatig ng pagiging angkop ng Nd:YAG para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng matibay at maaasahang pinagmumulan ng laser. Iniulat ng pag-aaral ang pinahabang operasyon na may higit sa 4.8 x 10^9 na shot nang walang pinsala sa optika, na nagpapanatili ng mahusay na kalidad ng beam (Coyle et al., 2004).
4. Mahusay na Operasyon ng Tuloy-tuloy na Alon:Ipinakita ng mga pag-aaral ang lubos na mahusay na continuous-wave (CW) na operasyon ng mga Nd:YAG laser, na nagpapakita ng kanilang pagiging epektibo bilang isang gain medium sa mga diode-pumped laser system. Kabilang dito ang pagkamit ng mataas na optical conversion efficiencies at slope efficiencies, na lalong nagpapatunay sa pagiging angkop ng Nd:YAG para sa mga high-efficiency na aplikasyon ng laser (Zhu et al., 2013).

Ang kombinasyon ng mataas na kahusayan, output ng kuryente, kakayahang umangkop sa operasyon, pagiging maaasahan, mahabang buhay, at mahusay na kalidad ng beam ang dahilan kung bakit ang Nd:YAG ay isang ginustong gain medium sa mga semiconductor-pumped laser module para sa malawak na hanay ng mga aplikasyon.

Sanggunian

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Kompakto at mahusay na Q-switched eye-safe laser sa 1525 nm na may double-end diffusion-bonded Nd:YVO4 crystal bilang self-Raman medium. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Paglago at mga katangiang ispektroskopiko ng kristal na Er:Yb:KGd(PO3)_4 bilang isang promising 155 µm na laser gain medium. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Modelo ng Er/Yb gain medium na nakabatay sa eksperimento para sa mga fiber amplifier at laser. Journal of the 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 ng Nd:YAG ceramic eye-safe laser na gumagana sa 1442.8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Mahusay, maaasahan, pangmatagalan, diode-pumped Nd:YAG laser para sa altimetry ng topograpikong halaman na nakabatay sa kalawakan. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Lubhang mahusay na continuous-wave Nd:YAG ceramic lasers sa 946 nm. Laser Physics Letters, 10.

Pagtatanggi:

Ipinapahayag namin na ang ilan sa mga larawang ipinapakita sa aming website ay kinolekta mula sa Internet at Wikipedia, na may layuning itaguyod ang edukasyon at pagbabahagi ng impormasyon. Iginagalang namin ang mga karapatan sa intelektwal na ari-arian ng lahat ng mga tagalikha. Ang paggamit ng mga larawang ito ay hindi inilaan para sa komersyal na pakinabang.
Kung naniniwala kang may alinman sa nilalamang ginamit na lumalabag sa iyong karapatang-ari, mangyaring makipag-ugnayan sa amin. Handa kaming 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 sa intelektwal na ari-arian. Ang aming layunin ay mapanatili ang isang plataporma na mayaman sa nilalaman, patas, at nirerespeto ang mga karapatan sa intelektwal na ari-arian ng iba.
Mangyaring makipag-ugnayan sa amin sa sumusunod na email address:sales@lumispot.cnNangangako kaming gagawa agad ng aksyon sa oras na matanggap ang anumang abiso at ginagarantiyahan ang 100% kooperasyon sa paglutas ng anumang naturang isyu.

Talaan ng mga Nilalaman：