Haberler - DPSS lazerde kazanç ortamı olarak neden Nd:YAG kristalini kullanıyoruz?

Hızlı Gönderiler İçin Sosyal Medyamıza Abone Olun

Lazer Kazanç Ortamı Nedir?

Lazer kazanç ortamı, uyarılmış emisyon yoluyla ışığı güçlendiren bir malzemedir. Ortamdaki atomlar veya moleküller daha yüksek enerji seviyelerine uyarıldığında, daha düşük bir enerji seviyesine döndüklerinde belirli bir dalga boyunda fotonlar yayabilir. Bu işlem, ortamdan geçen ışığı güçlendirir ve bu da lazer çalışması için temeldir.

[İlgili Blog:Lazerin temel bileşenleri]

Olağan Kazanç Ortamı Nedir?

Kazanç ortamı, aşağıdakiler dahil olmak üzere değiştirilebilir:gazlar, sıvılar (boyalar), katılar(nadir toprak veya geçiş metal iyonlarıyla katkılanmış kristaller veya camlar) ve yarı iletkenler.Katı hal lazerleriÖrneğin, lazer lazerleri genellikle Nd:YAG (Neodimyum katkılı İtriyum Alüminyum Garnet) gibi kristaller veya nadir toprak elementleriyle katkılanmış camlar kullanır. Boya lazerleri, çözücülerde çözünmüş organik boyalar kullanırken, gaz lazerleri gaz veya gaz karışımlarından yararlanır.

Lazer çubukları (soldan sağa): Yakut, Aleksandrit, Er:YAG, Nd:YAG

Kazanç ortamı olarak Nd (Neodimyum), Er (Erbiyum) ve Yb (İtterbiyum) arasındaki farklar

öncelikle emisyon dalga boyları, enerji transfer mekanizmaları ve özellikle katkılı lazer malzemeleri bağlamındaki uygulamaları ile ilgilidir.

Emisyon Dalga Boyları:

- Er: Erbiyum genellikle 1,55 µm'de yayılır, bu da göz için güvenli bölgedir ve optik fiberlerdeki düşük kaybı nedeniyle telekomünikasyon uygulamaları için oldukça kullanışlıdır (Gong ve diğerleri, 2016).

- Yb: İtterbiyum genellikle 1,0 ila 1,1 µm civarında bir radyasyon yayar ve bu da onu yüksek güçlü lazerler ve amplifikatörler de dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalar için uygun hale getirir. Yb, enerjiyi Yb'den Er'e aktararak Er katkılı cihazların verimliliğini artırmak için genellikle Er için bir duyarlılaştırıcı olarak kullanılır.

- Nd: Neodimyum katkılı malzemeler tipik olarak yaklaşık 1,06 µm yayar. Örneğin Nd:YAG, verimliliğiyle ünlüdür ve hem endüstriyel hem de tıbbi lazerlerde yaygın olarak kullanılır (Y. Chang ve diğerleri, 2009).

Enerji Transfer Mekanizmaları:

- Er ve Yb Ko-dopingi: Bir konak ortamda Er ve Yb'nin ko-dopingi, 1,5-1,6 µm aralığında emisyonu artırmak için faydalıdır. Yb, pompa ışığını emerek ve enerjiyi Er iyonlarına aktararak Er için etkili bir duyarlılaştırıcı görevi görür ve bu da telekomünikasyon bandında yükseltilmiş emisyona yol açar. Bu enerji transferi, Er katkılı fiber amplifikatörlerin (EDFA) çalışması için kritik öneme sahiptir (DK Vysokikh ve ark., 2023).

- Nd: Nd, Er katkılı sistemlerde genellikle Yb gibi bir duyarlaştırıcıya ihtiyaç duymaz. Nd'nin verimliliği, pompa ışığının doğrudan emilimi ve ardından emisyonundan kaynaklanır ve bu da onu basit ve verimli bir lazer kazanç ortamı yapar.

Uygulamalar:

- Eee:Silika optik fiberlerin minimum kayıp aralığı olan 1,55 µm'de emisyon yapması nedeniyle öncelikli olarak telekomünikasyonda kullanılır. Er katkılı kazanç ortamları, uzun mesafeli fiber optik iletişim sistemlerinde optik amplifikatörler ve lazerler için kritik öneme sahiptir.

- Yb:Verimli diyot pompalama ve yüksek güç çıkışı sağlayan nispeten basit elektronik yapısı nedeniyle genellikle yüksek güç uygulamalarında kullanılır. Yb katkılı malzemeler ayrıca Er katkılı sistemlerin performansını artırmak için de kullanılır.

- Nd: Endüstriyel kesme ve kaynak işlemlerinden tıbbi lazerlere kadar çok çeşitli uygulamalar için uygundur. Nd:YAG lazerler, verimlilikleri, güçleri ve çok yönlülükleri nedeniyle özellikle değerlidir.

DPSS lazerde kazanç ortamı olarak neden Nd:YAG'ı seçtik?

DPSS lazer, yarı iletken bir lazer diyot tarafından pompalanan katı hal kazanç ortamı (Nd: YAG gibi) kullanan bir lazer türüdür. Bu teknoloji, görünür-kızılötesi spektrumda yüksek kaliteli ışınlar üretebilen kompakt ve verimli lazerlere olanak tanır. Ayrıntılı bir makale için, saygın bilimsel veri tabanlarında veya yayıncılarda DPSS lazer teknolojisi hakkında kapsamlı incelemeler aramayı düşünebilirsiniz.

[İlgili Ürün :Diyot pompalı katı hal lazeri]

Nd:YAG, çeşitli çalışmalarda vurgulandığı gibi, çeşitli nedenlerle yarı iletken pompalı lazer modüllerinde genellikle bir kazanç ortamı olarak kullanılır:

1. Yüksek Verimlilik ve Güç Çıkışı: Diyot yan pompalı bir Nd:YAG lazer modülünün tasarımı ve simülasyonları, geniş bir frekans aralığında darbe başına sabit enerjiyi korurken, diyot yan pompalı bir Nd:YAG lazerinin maksimum ortalama 220 W güç sağlamasıyla önemli bir verimlilik göstermiştir. Bu, diyotlar tarafından pompalandığında Nd:YAG lazerlerin yüksek verimliliğini ve yüksek güç çıkışı potansiyelini göstermektedir (Lera ve ark., 2016).
2.Operasyonel Esneklik ve Güvenilirlik: Nd:YAG seramiklerinin, göze zarar vermeyen dalga boyları da dahil olmak üzere çeşitli dalga boylarında yüksek optik-optik verimlilikle verimli bir şekilde çalıştığı gösterilmiştir. Bu, Nd:YAG'ın farklı lazer uygulamalarında bir kazanç ortamı olarak çok yönlülüğünü ve güvenilirliğini göstermektedir (Zhang ve ark., 2013).
3. Uzun Ömürlülük ve Işın Kalitesi: Yüksek verimli, diyot pompalı bir Nd:YAG lazer üzerinde yapılan araştırma, uzun ömürlülüğünü ve tutarlı performansını vurgulayarak, Nd:YAG'nin dayanıklı ve güvenilir lazer kaynakları gerektiren uygulamalar için uygunluğunu göstermiştir. Çalışmada, optik hasar olmadan 4,8 x 10^9'dan fazla atışla uzun süreli çalışma ve mükemmel ışın kalitesi rapor edilmiştir (Coyle ve ark., 2004).
4.Yüksek Verimli Sürekli Dalga Çalışması:Çalışmalar, Nd:YAG lazerlerin son derece verimli sürekli dalga (CW) çalışmasını kanıtlamış ve diyot pompalı lazer sistemlerinde bir kazanç ortamı olarak etkinliklerini vurgulamıştır. Bu, yüksek optik dönüşüm verimlilikleri ve eğim verimlilikleri elde etmeyi de içerir ve Nd:YAG'nin yüksek verimli lazer uygulamaları için uygunluğunu daha da kanıtlamaktadır (Zhu ve ark., 2013).

Yüksek verimlilik, güç çıkışı, operasyonel esneklik, güvenilirlik, uzun ömür ve mükemmel ışın kalitesinin birleşimi, Nd:YAG'ı çok çeşitli uygulamalar için yarı iletken pompalı lazer modüllerinde tercih edilen bir kazanç ortamı haline getirir.

Referans

Chang, Y., Su, K., Chang, H. ve Chen, Y. (2009). Kendi kendine Raman ortamı olarak çift uçlu difüzyon bağlı Nd:YVO4 kristali içeren 1525 nm'de kompakt, verimli Q-anahtarlı göze zararsız lazer. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z. ve Huang, Y. (2016). Umut vadeden 155 µm lazer kazanç ortamı olarak Er:Yb:KGd(PO3)_4 kristalinin büyümesi ve spektroskopik özellikleri. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV ve Butov, O. (2023). Fiber amplifikatörler ve lazerler için Er/Yb kazanç ortamının deney tabanlı modeli. Amerika Optik Derneği Dergisi B.

Lera, R., Valle-Brozas, F., Torres-Peiró, S., Ruiz-de-la-Cruz, A., Galán, M., Bellido, P., Seimetz, M., Benlloch, J. ve Roso, L. (2016). Yandan pompalanan diyotlu QCW Nd:YAG lazerin kazanç profili ve performansının simülasyonları. Uygulamalı Optik, 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). 1442,8 nm'de çalışan yüksek verimli Nd:YAG seramik göze zararsız lazer. Optik Mektupları, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P. ve Poulios, D. (2004). Uzay tabanlı bitki örtüsü topografik altimetresi için verimli, güvenilir, uzun ömürlü, diyot pompalı Nd:YAG lazeri. Uygulamalı Optik, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D. ve Duan, Y. (2013). 946 nm'de yüksek verimli sürekli dalga Nd:YAG seramik lazerler. Lazer Fiziği Mektupları, 10.

Yasal Uyarı:

Web sitemizde görüntülenen bazı görsellerin, eğitim ve bilgi paylaşımını teşvik etmek amacıyla internet ve Wikipedia'dan derlendiğini beyan ederiz. Tüm içerik oluşturucuların fikri mülkiyet haklarına saygı duyuyoruz. Bu görsellerin kullanımı ticari kazanç sağlama amacı taşımamaktadır.
Kullanılan içeriklerden herhangi birinin telif hakkınızı ihlal ettiğini düşünüyorsanız, lütfen bizimle iletişime geçin. Fikri mülkiyet yasalarına ve yönetmeliklerine uyumu sağlamak için görselleri kaldırmak veya uygun atıf sağlamak gibi uygun önlemleri almaya hazırız. Amacımız, içerik açısından zengin, adil ve başkalarının fikri mülkiyet haklarına saygılı bir platform sağlamaktır.
Lütfen aşağıdaki e-posta adresinden bizimle iletişime geçin:sales@lumispot.cnHerhangi bir bildirim aldığımızda derhal harekete geçmeyi taahhüt ediyoruz ve bu tür sorunların çözümünde %100 işbirliği garantisi veriyoruz.

İçindekiler: