Что такое твердотельный лазер

Твердотельный лазер-этоЛазерКоторый используетТвердотельный лазер,Материал как рабочее вещество. Рабочую среду равномерно легируют небольшим количеством активированных ионов в кристалле или стекле в качестве материала матрицы. Твердотельные лазеры обладают характеристиками небольшого размера, удобного использования и высокой выходной мощности. Твердотельный лазер обычно имеет непрерывную мощность более 100 Вт, а пиковая мощность импульса может составлять до 10 Вт. Однако из-за сложной подготовки рабочей среды цена относительно высока.

Рабочее вещество твердотельного лазера.

Рабочее вещество твердотельного лазера состоит из оптически прозрачного кристалла или стекла в качестве принимающего материала, легированного активированными ионами или другими активированными веществами. Это рабочее вещество, как правило, должно обладать хорошими физико-химическими свойствами, узкими спектральными линиями флуоресценции, сильными и широкими полосами поглощения и высокой квантовой эффективностью флуоресценции. Рабочие вещества для стеклянных лазеров легко превращаются в однородные крупногабаритные материалы, которые могут использоваться в лазерах с высокой энергией или высокой пиковой мощностью. Однако его спектр флуоресценции широк, а его тепловые характеристики плохие, поэтому он не подходит для работы при высокой средней мощности. Обычными неодимовыми стеклами являются силикатные, фосфатные и фторфосфатные стекла. Кристаллические лазерные рабочие материалы, как правило, имеют хорошие тепловые и механические свойства и узкие флуоресцентные спектральные линии, но технология роста кристаллов для получения высококачественных крупномасштабных материалов сложна. С 1960-х годов более 300 кристаллов оксидов и фторидов, легированных различными редкоземельными металлами или ионами переходных металлов, достигли лазерных колебаний.

Источник стимулирования твердотельного лазера.

Твердотельные лазеры используют свет в качестве источника возбуждения. Обычно используемыми источниками импульсного возбуждения являются заряженные ксеноном лампы-вспышки; Источники непрерывного возбуждения включают в себя криптоновые дуговые лампы, йодные вольфрамовые лампы, калиево-рубидиевые лампы и т. Д. В небольших лазерах с длительным сроком службы в качестве источников возбуждения могут использоваться полупроводниковые светодиоды или солнечный свет. Некоторые новые твердотельные лазеры также используют лазерное возбуждение. Поскольку только часть спектра излучения источника света поглощается рабочим веществом и добавляются другие потери, эффективность преобразования энергии твердотельных лазеров не высока, обычно от нескольких тысячных до нескольких процентов.

Характеристики твердотельного лазера.

Твердотельные лазеры могут использоваться в качестве высокоэнергетических и высокомощных когерентных источников света. Выходная энергия рубинового импульсного лазера может достигать уровня килоджоулей. Лазерная система с модуляцией добротности и многоступенчатым усилением из неодимового стекла имеет максимальную импульсную мощность 10 Вт. Сила выхода лазера CW граната иттрия алюминиевого может достигнуть сотни ватт, и многоуровневое соединение серии может достигнуть киловатт. В то же время твердотельные лазеры используют технологию Q-переключения (электрооптическую модуляцию) для получения коротких импульсов от наносекунд до сотен наносекунд, а технология блокировки режима может получать ультракороткие импульсы от пикосекунды до сотен пикосекунд. Кроме того, из-за оптической неоднородности рабочего материала и других причин выход общего твердотельного лазера является многорежимным. Если выбран рабочий материал с хорошей оптической однородностью и приняты технические меры, такие как тщательно разработанный резонатор, можно получить основной лазер поперечной моды с углом расхождения луча, близким к пределу дифракции, и также можно получить лазер с одной продольной модой.

Применение твердотельного лазера

Твердотельные лазеры имеют широкий спектр применения в военных, технологических, медицинских и научных исследованиях. Он обычно используется при дальности, отслеживании, наведения, сверлении, резке и сварке, отжиге полупроводниковых материалов, микрообработке электронных устройств, атмосферном обнаружении, спектроскопических исследованиях, хирургии и офтальмологической хирургии, диагностике плазмы, импульсной голографии и лазерном слиянии. Твердотельные лазеры также используются в качестве источников возбуждения для перестраивающемых лазеров на красителях. Тенденцией развития твердотельных лазеров является диверсификация материалов и устройств, включая поиск новых длин волн и новых рабочих материалов с перестраиваемыми рабочими длинами волн, повышение эффективности преобразования лазера, увеличение выходной мощности, улучшение качества луча, сжатие ширины импульса и улучшение надежности.Гибкость и надежность. Продлить срок службы и т. Д.