Nieuws - Waarom gebruiken we ND: YAG Crystal als het versterkingsmedium in DPSS -laser?

Abonneer u op onze sociale media voor een snel bericht

Wat is een laser gain medium?

Een lasergast medium is een materiaal dat licht versterkt door gestimuleerde emissie. Wanneer de atomen of moleculen van het medium enthousiast zijn naar hogere energieniveaus, kunnen ze fotonen van een bepaalde golflengte uitstoten wanneer ze terugkeren naar een lagere energietoestand. Dit proces versterkt het licht dat door het medium gaat, dat van fundamenteel belang is voor laserbewerking.

[Gerelateerde blog:Belangrijke componenten van de laser]

Wat is het gebruikelijke winstmedium?

Het versterkingsmedium kan worden gevarieerd, inclusiefgassen, vloeistoffen (kleurstoffen), vaste stoffen(kristallen of glazen gedoteerd met zeldzame aarde- of overgangsmetaalionen) en halfgeleiders.Lasers vaste toestand, gebruik bijvoorbeeld vaak kristallen zoals ND: YAG (neodymium-gedoteerde yttrium aluminium granaat) of glazen gedoteerd met zeldzame aarde-elementen. Kleurstoffen gebruiken organische kleurstoffen opgelost in oplosmiddelen en gaslazers maken gebruik van gassen of gasmengsels.

Laserstaven (van links naar rechts): Ruby, Alexandrite, ER: YAG, ND: YAG

De verschillen tussen Nd (neodymium), ER (erbium) en YB (ytterbium) als versterkingsmedia

In de eerste plaats betrekking hebben op hun emissiegolflengten, energieoverdrachtsmechanismen en toepassingen, vooral in de context van gedoteerde lasermaterialen.

Emissiegolflengten:

- ER: Erbium straalt meestal uit op 1,55 µm, wat in het oogveilige gebied is en zeer nuttig is voor telecommunicatietoepassingen vanwege het lage verlies aan optische vezels (Gong et al., 2016).

- YB: Ytterbium straalt vaak ongeveer 1,0 tot 1,1 µm uit, waardoor het geschikt is voor een breed scala aan toepassingen, waaronder krachtige lasers en versterkers. YB wordt vaak gebruikt als sensibilisator voor ER om de efficiëntie van ER-gedoteerde apparaten te verbeteren door energie van YB naar ER over te brengen.

- ND: neodymium-gedoteerde materialen stoten meestal ongeveer 1,06 µm uit. ND: YAG staat bijvoorbeeld bekend om de efficiëntie ervan en wordt veel gebruikt in zowel industriële als medische lasers (Y. Chang et al., 2009).

Energieoverdrachtsmechanismen:

-ER en YB co-doping: de co-doping van ER en YB in een gastheermedium is gunstig voor het verbeteren van de emissie in het bereik van 1,5-1,6 µm. YB fungeert als een efficiënte sensibilisator voor ER door pomplicht te absorberen en energie over te brengen naar ER -ionen, wat leidt tot versterkte emissie in de telecommunicatieband. Deze energieoverdracht is cruciaal voor de werking van ER-gedoteerde vezelversterkers (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- ND: ND vereist meestal geen sensibilisator zoals YB in ER-gedoteerde systemen. De efficiëntie van ND is afgeleid van de directe absorptie van pomplicht en daaropvolgende emissie, waardoor het een eenvoudig en efficiënt laserversterkingsmedium is.

Toepassingen:

- eh:Voornamelijk gebruikt in telecommunicatie vanwege de emissie op 1,55 µm, die samenvalt met het minimale verliesvenster van optische vezels van silica. ER-gedoteerde versterkingsmedia zijn van cruciaal belang voor optische versterkers en lasers in optische communicatiesystemen op lange afstand.

- YB:Vaak gebruikt in krachtige toepassingen vanwege de relatief eenvoudige elektronische structuur die een efficiënt diodepomp en hoog vermogen mogelijk maakt. YB-gedoteerde materialen worden ook gebruikt om de prestaties van ER-gedoteerde systemen te verbeteren.

- nd: Goed geschikt voor een breed scala aan toepassingen, van industrieel snijden en lassen tot medische lasers. ND: YAG -lasers worden vooral gewaardeerd vanwege hun efficiëntie, kracht en veelzijdigheid.

Waarom hebben we gekozen voor ND: YAG als het versterkingsmedium in DPSS -laser

Een DPSS-laser is een type laser dat een vaste statenversterkingsmedium gebruikt (zoals ND: YAG) gepompt door een halfgeleiderlasediode. Deze technologie zorgt voor compacte, efficiënte lasers die in staat zijn om hoogwaardige balken te produceren in het zichtbare tot infraroodspectrum. Voor een gedetailleerd artikel kunt u overwegen om te zoeken via gerenommeerde wetenschappelijke databases of uitgevers voor uitgebreide beoordelingen over DPSS -lasertechnologie.

[Gerelateerd product:Diode-gepompte vaste toestand laser]

ND: YAG wordt vaak gebruikt als een versterkingsmedium in halfgeleider-gepompte lasermodules om verschillende redenen, zoals benadrukt door verschillende onderzoeken:

1. Hoge efficiëntie en vermogensuitgang: Een ontwerp en simulaties van een diode zijponterige ND: YAG-lasermodule vertoonde een significante efficiëntie, met een diode zijponterige ND: YAG-laser die een maximaal gemiddeld vermogen van 220 W biedt met behoud van constante energie per puls in een breed frequentiebereik. Dit duidt op het hoge efficiëntie en potentieel voor een hoog vermogen van ND: YAG -lasers wanneer gepompt door diodes (Lera et al., 2016).
2. Operationele flexibiliteit en betrouwbaarheid: ND: Van YAG-keramiek is aangetoond dat het efficiënt werkt bij verschillende golflengten, waaronder oogveilige golflengten, met een hoge optisch-op-optische efficiëntie. Dit toont ND: Yag's veelzijdigheid en betrouwbaarheid als een versterkingsmedium in verschillende lasertoepassingen (Zhang et al., 2013).
3. Longevity en straalkwaliteit: Onderzoek naar een zeer efficiënte, diode-gepompte, ND: YAG-laser benadrukte de levensduur en consistente prestaties, wat wijst op ND: YAG's geschiktheid voor toepassingen die duurzame en betrouwbare laserbronnen vereisen. De studie rapporteerde een uitgebreide werking met meer dan 4,8 x 10^9 schoten zonder optische schade, met een uitstekende straalkwaliteit (Coyle et al., 2004).
4. Hogerlijk efficiënte continu-golfbewerking:Studies hebben de zeer efficiënte continu-wave (CW) werking van ND aangetoond: YAG-lasers, wat hun effectiviteit benadrukt als een versterkingsmedium in diode-gepompte lasersystemen. Dit omvat het bereiken van hoge optische conversie-efficiëntie en hellingsefficiënties, wat verder getuigt van de geschiktheid van ND: YAG voor zeer efficiënte lasertoepassingen (Zhu et al., 2013).

De combinatie van hoog efficiëntie, vermogensuitgang, operationele flexibiliteit, betrouwbaarheid, levensduur en uitstekende bundelkwaliteit maakt ND: YAG een voorkeurstoename in halfgeleider-gepompte lasermodules voor een breed scala aan toepassingen.

Referentie

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Compacte efficiënte Q-geschakelde oogveilige laser bij 1525 nm met een dubbel-einde diffusiegebonden ND: YVO4-kristal als een zelf-raman medium. Optics Express, 17 (6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Groei en spectroscopische eigenschappen van ER: YB: KGD (PO3) _4 Crystal als een veelbelovend 155 µm laserversterkingsmedium. Optische materialen Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, Av, & Butov, O. (2023). Op experiment gebaseerd model van ER/YB-versterkingsmedium voor vezelversterkers en lasers. 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). Simulaties van het versterkingsprofiel en de prestaties van een diode zijponterige 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). Hoog rendement ND: YAG-keramische oogveilige laser werkt bij 1442,8 nm. Optics Letters, 38 (16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Efficiënte, betrouwbare, lange-lifetime, diode-gepompte ND: YAG-laser voor ruimtelijke topografische altimetrie op de ruimte. Applied Optics, 43 (27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Zeer efficiënte continu-golf ND: YAG-keramische lasers bij 946 nm. Laser Physics Letters, 10.

Vrijwaring:

We verklaren hierbij dat sommige van de afbeeldingen die op onze website worden weergegeven, worden verzameld van internet en Wikipedia, met als doel het delen van onderwijs en het delen van informatie te bevorderen. We respecteren de intellectuele eigendomsrechten van alle makers. Het gebruik van deze afbeeldingen is niet bedoeld voor commercieel winst.
Als u denkt dat een van de gebruikte inhoud uw auteursrecht in strijd heeft met uw auteursrechten, neem dan contact met ons op. We zijn meer dan bereid om passende maatregelen te nemen, inclusief het verwijderen van afbeeldingen of het verstrekken van een goede toeschrijving, om te zorgen voor naleving van intellectuele wetten en voorschriften. Ons doel is om een platform te onderhouden dat rijk is aan inhoud, eerlijk en de intellectuele eigendomsrechten van anderen respecteert.
Neem contact met ons op via het volgende e -mailadres:sales@lumispot.cn. We verbinden ons om onmiddellijke actie te ondernemen bij het ontvangen van een kennisgeving en garanderen 100% samenwerking bij het oplossen van dergelijke problemen.

Inhoudsopgave: