Nyheter - Varför vi använder ND: YAG Crystal som förstärkningsmedium i DPSS -laser?

Prenumerera på våra sociala medier för snabb post

Vad är ett laserförstärkningsmedium?

Ett laserförstärkningsmedium är ett material som förstärker ljus genom stimulerad emission. När mediets atomer eller molekyler är glada över högre energinivåer kan de avge fotoner med en viss våglängd när de återgår till ett lägre energitillstånd. Denna process förstärker ljuset som passerar genom mediet, vilket är grundläggande för laserdrift.

[Relaterad blogg:Nyckelkomponenter i lasern]

Vad är det vanliga förstärkningsmediet?

Förstärkningsmediet kan varieras, inklusivegaser, vätskor (färgämnen), fasta ämnen(Kristaller eller glas dopade med sällsynta jord- eller övergångsmetalljoner) och halvledare.Lasrar med fast tillstånd, till exempel, använder ofta kristaller som ND: YAG (neodymdoped yttrium aluminium granat) eller glas dopade med sällsynta jordelement. Färglasrar använder organiska färgämnen upplösta i lösningsmedel, och gaslasrar använder gaser eller gasblandningar.

Laserstänger (från vänster till höger): Ruby, Alexandrite, ER: YAG, ND: YAG

Skillnaderna mellan ND (Neodymium), ER (Erbium) och YB (Ytterbium) som förstärkningsmedier

I huvudsak hänför sig till deras utsläppsvåglängder, energiöverföringsmekanismer och tillämpningar, särskilt i samband med dopade lasermaterial.

Utsläppsvåglängder:

- ER: Erbium avger vanligtvis vid 1,55 um, som är i ögonsäker regionen och mycket användbar för telekommunikationsapplikationer på grund av dess låga förlust i optiska fibrer (Gong et al., 2016).

- YB: Ytterbium avger ofta runt 1,0 till 1,1 um, vilket gör det lämpligt för ett brett utbud av applikationer, inklusive högeffektiva lasrar och förstärkare. YB används ofta som en sensibilisator för ER för att förbättra effektiviteten hos ER-dopade enheter genom att överföra energi från YB till ER.

- ND: Neodymdopade material avger vanligtvis cirka 1,06 um. ND: YAG är till exempel känd för sin effektivitet och används ofta i både industriella och medicinska lasrar (Y. Chang et al., 2009).

Energiöverföringsmekanismer:

-ER- och YB-samdopning: samdopningen av ER och YB i ett värdmedium är fördelaktigt för att förbättra utsläppet i intervallet 1,5-1,6 um. YB fungerar som en effektiv sensibilisator för ER genom att absorbera pumpljus och överföra energi till ER -joner, vilket leder till amplifierad utsläpp i telekommunikationsbandet. Denna energiöverföring är avgörande för drift av ER-dopade fiberförstärkare (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- ND: ND kräver vanligtvis inte en sensibilisator som YB i ER-dopade system. ND: s effektivitet härstammar från dess direkta absorption av pumpljus och efterföljande emission, vilket gör det till ett enkelt och effektivt laserförstärkningsmedium.

Applikationer:

- er:Primärt används i telekommunikation på grund av dess utsläpp vid 1,55 um, vilket sammanfaller med det minsta förlustfönstret för kiseldioxidoptiska fibrer. ER-dopade förstärkningsmedier är avgörande för optiska förstärkare och lasrar i långdistansfiberoptiska kommunikationssystem.

- YB:Används ofta i högeffektiva applikationer på grund av dess relativt enkla elektroniska struktur som möjliggör effektiv diodpumpning och hög effekt. YB-dopade material används också för att förbättra prestandan för ER-dopade system.

- och: Väl lämpad för ett brett utbud av applikationer, från industriell skärning och svetsning till medicinska lasrar. ND: YAG -lasrar är särskilt värderade för sin effektivitet, kraft och mångsidighet.

Varför valde vi ND: YAG som förstärkningsmedium i DPSS -laser

En DPSS-laser är en typ av laser som använder ett fast tillståndsförstärkningsmedium (som ND: YAG) som pumpas av en halvledarlaserdiod. Denna teknik möjliggör kompakta, effektiva lasrar som kan producera strålar av hög kvalitet i det synliga-till-infraröda spektrumet. För en detaljerad artikel kan du överväga att söka genom ansedda vetenskapliga databaser eller förläggare för omfattande recensioner om DPSS -laserteknik.

[Relaterad produkt:Diodpumpad solid-state laser]

ND: YAG används ofta som ett förstärkningsmedium i halvledardpumpade lasermoduler av flera skäl, vilket framhävs av olika studier:

1. hög effektivitet och effektutgång: En design och simuleringar av en diod-sidpumpad ND: YAG-lasermodul visade signifikant effektivitet, med ett diod-pumpat ND: YAG-laser som ger en maximal medeleffekt på 220 W samtidigt som konstant energi per puls i ett brett frekvensområde. Detta indikerar den höga effektiviteten och potentialen för hög effekt av ND: YAG -lasrar när de pumpas av dioder (Lera et al., 2016).
2. Operationell flexibilitet och tillförlitlighet: ND: YAG-keramik har visat sig fungera effektivt vid olika våglängder, inklusive ögonsäkra våglängder, med hög optisk-till-optisk effektivitet. Detta visar ND: Yags mångsidighet och tillförlitlighet som ett förstärkningsmedium i olika laserapplikationer (Zhang et al., 2013).
3.Levitet och strålkvalitet: Forskning om en mycket effektiv, diodpumpad, ND: YAG-laser betonade dess livslängd och konsekventa prestanda, vilket indikerar ND: Yags lämplighet för applikationer som kräver hållbara och pålitliga laserkällor. Studien rapporterade utvidgad operation med mer än 4,8 x 10^9 skott utan optisk skada, vilket bibehåller utmärkt strålkvalitet (Coyle et al., 2004).
4. Höge effektiv kontinuerlig vågoperation:Studier har visat den mycket effektiva kontinuerliga vågen (CW) -operationen av ND: YAG-lasrar, vilket framhäver deras effektivitet som ett förstärkningsmedium i diodpumpade lasersystem. Detta inkluderar att uppnå hög optisk omvandlingseffektivitet och lutningseffektivitet, vilket ytterligare intygar lämpligheten för ND: YAG för högeffektiv laserapplikationer (Zhu et al., 2013).

Kombinationen av högeffektiv, effektuttag, driftsflexibilitet, tillförlitlighet, livslängd och utmärkt strålkvalitet gör ND: YAG till ett föredraget förstärkningsmedium i halvledardpumpade lasermoduler för ett brett utbud av applikationer.

Hänvisning

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Kompakt effektiv Q-switched ögonsäkra laser vid 1525 nm med en dubbel-end diffusionsbunden ND: YVO4-kristall som ett själv-raman medium. Optics Express, 17 (6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Tillväxt och spektroskopiska egenskaper hos ER: YB: KGD (PO3) _4 Kristall som en lovande 155 um laserförstärkningsmedium. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Experimentbaserad modell av ER/YB-förstärkningsmedium för fiberförstärkare och lasrar. 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). Simuleringar av förstärkningsprofilen och prestandan för en diod-pumpad 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). Hög effektivitet ND: YAG keramiska ögonsäkra laser som arbetar vid 1442,8 nm. Optikbrev, 38 (16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Effektiv, tillförlitlig, långtidstid, diodpumpad ND: YAG-laser för rymdbaserad vegetation topografisk altimetri. Applied Optics, 43 (27), 5236-5242.

Zhu, Hy, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Mycket effektiv kontinuerlig våg ND: YAG-keramiska lasrar vid 946 nm. Laserfysikbrev, 10.

Ansvarsfriskrivning:

Vi förklarar härmed att några av de bilder som visas på vår webbplats samlas in från Internet och Wikipedia, i syfte att främja utbildning och informationsdelning. Vi respekterar alla skapares immateriella rättigheter. Användningen av dessa bilder är inte avsedd för kommersiell vinst.
Om du tror att något av innehållet som används bryter mot din upphovsrätt, vänligen kontakta oss. Vi är mer än villiga att vidta lämpliga åtgärder, inklusive att ta bort bilder eller tillhandahålla korrekt tillskrivning, för att säkerställa efterlevnad av immateriella lagar och förordningar. Vårt mål är att upprätthålla en plattform som är rik på innehåll, rättvis och respekterar andras immateriella rättigheter.
Kontakta oss på följande e -postadress:sales@lumispot.cn. Vi åtar oss att vidta omedelbara åtgärder när vi får någon anmälan och garanterar 100% samarbete för att lösa sådana frågor.

Innehållsförteckning: