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

Hızlı Gönderiler İçin Sosyal Medyamıza Abone Olun

Lazer Kazanım Ortamı Nedir?

Lazer kazanç ortamı, ışığı uyarılmış emisyonla güçlendiren bir malzemedir. Ortamın atomları veya molekülleri daha yüksek enerji seviyelerine uyarıldığında, daha düşük bir enerji durumuna dönerken belirli bir dalga boyunda fotonlar yayabilir. Bu işlem, lazer işleminin temeli olan ortamdan geçen ışığı güçlendirir.

[İlgili Blog:Lazerin temel bileşenleri]

Olağan Kazanç Ortamı Nedir?

Kazanç ortamı aşağıdakiler de dahil olmak üzere değiştirilebilir:gazlar, sıvılar (boyalar), katılar(nadir toprak veya geçiş metali iyonlarıyla katkılanmış kristaller veya camlar) ve yarı iletkenler.Katı hal lazerleriörneğin, genellikle Nd: YAG (Neodimyum katkılı Yttrium Alüminyum Garnet) gibi kristaller veya nadir toprak elementleri katkılı camlar kullanılır. Boya lazerleri solventlerde çözünmüş organik boyaları kullanır ve gaz lazerleri gazları veya gaz karışımlarını kullanır.

Lazer çubukları (soldan sağa): Ruby, Alexandrite, Er:YAG, Nd:YAG

Kazanç ortamları 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: Erbium tipik olarak 1,55 µm'de yayar; bu, göz açısından güvenli bir bölgededir ve optik fiberlerdeki düşük kayıp nedeniyle telekomünikasyon uygulamaları için oldukça faydalıdır (Gong ve diğerleri, 2016).

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

- Nd: Neodimyum katkılı malzemeler genellikle 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 Birlikte Katkılama: Er ve Yb'nin bir konakçı ortamda birlikte katkılanması, emisyonun 1,5-1,6 µm aralığında arttırılması açısından faydalıdır. Yb, pompa ışığını emerek ve enerjiyi Er iyonlarına aktararak, telekomünikasyon bandında emisyonun artmasına yol açarak Er için etkili bir duyarlılaştırıcı görevi görür. Bu enerji aktarımı, Er katkılı fiber amplifikatörlerin (EDFA) çalışması için çok önemlidir (DK Vysokikh ve diğerleri, 2023).

- Nd: Nd, Er katkılı sistemlerde genellikle Yb gibi bir hassaslaştırıcıya ihtiyaç duymaz. Nd'nin verimliliği, pompa ışığının doğrudan emilmesinden ve ardından emisyonundan kaynaklanır; bu da onu basit ve etkili bir lazer kazanç ortamı haline getirir.

Uygulamalar:

- Şey:Silika optik fiberlerin minimum kayıp penceresine denk gelen 1,55 µm emisyonu nedeniyle öncelikli olarak telekomünikasyonda kullanılır. Er katkılı kazanç ortamları, uzun mesafeli fiber optik iletişim sistemlerindeki optik amplifikatörler ve lazerler için kritik öneme sahiptir.

-Yb:Verimli diyot pompalamasına ve yüksek güç çıkışına olanak tanıyan nispeten basit elektronik yapısı nedeniyle sıklıkla yüksek güçlü uygulamalarda kullanılır. Er katkılı sistemlerin performansını arttırmak için Yb katkılı malzemeler de kullanılır.

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

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

DPSS lazeri, yarı iletken bir lazer diyot tarafından pompalanan katı hal kazanç ortamını (Nd: YAG gibi) kullanan bir lazer türüdür. Bu teknoloji, görünür-kızılötesi spektrumunda yüksek kaliteli ışınlar üretebilen kompakt, verimli lazerlere olanak tanır. Ayrıntılı bir makale için, DPSS lazer teknolojisine ilişkin kapsamlı incelemeler için saygın bilimsel veri tabanlarını veya yayıncıları aramayı düşünebilirsiniz.

[İlgili Ürün:Diyot pompalı katı hal lazer]

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

1.Yüksek Verimlilik ve Güç Çıkışı: Yandan pompalı diyotlu Nd:YAG lazer modülünün tasarımı ve simülasyonları, geniş bir frekans aralığında darbe başına sabit enerjiyi korurken, yandan pompalı diyotlu Nd:YAG lazerin maksimum ortalama 220 W güç sağlamasıyla önemli bir verimlilik gösterdi. Bu, diyotlarla pompalandığında Nd:YAG lazerlerin yüksek verimliliğini ve yüksek güç çıkışı potansiyelini gösterir (Lera ve diğerleri, 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 diğerleri, 2013).
3. Uzun Ömür ve Işın Kalitesi: Yüksek verimli, diyot pompalı Nd:YAG lazer üzerine yapılan araştırma, Nd:YAG'ın dayanıklı ve güvenilir lazer kaynakları gerektiren uygulamalar için uygunluğunu göstererek, lazerin uzun ömürlülüğünü ve tutarlı performansını vurguladı. Çalışma, mükemmel ışın kalitesini koruyarak, optik hasar olmadan 4,8 x 10^9'dan fazla çekimle uzun süreli çalışma bildirdi (Coyle ve diğerleri, 2004).
4.Yüksek Verimli Sürekli Dalga Çalışması:Çalışmalar, Nd:YAG lazerlerin yüksek verimli sürekli dalga (CW) çalışmasını göstermiş ve bunların diyot pompalı lazer sistemlerinde bir kazanç ortamı olarak etkinliğini vurgulamıştır. Bu, Nd:YAG'ın yüksek verimli lazer uygulamaları için uygunluğunu daha da kanıtlayan, yüksek optik dönüşüm verimliliği ve eğim verimliliği elde etmeyi içerir (Zhu ve diğerleri, 2013).

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

Referans

Chang, Y., Su, K., Chang, H. ve Chen, Y. (2009). Kendinden Raman ortamı olarak çift uçlu difüzyon bağlı Nd:YVO4 kristaline sahip, 1525 nm'de kompakt, verimli, Q-anahtarlı, göze zarar vermeyen lazer. Optik Ekspres, 17(6), 4330-4335.

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

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV ve Butov, O. (2023). Fiber amplifikatörler ve lazerler için Er/Yb kazanç ortamının deneye dayalı 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 zarar vermeyen lazer. Optik Mektuplar, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P. ve Poulios, D. (2004). Uzay bazlı bitki örtüsü topoğrafik altimetresi için verimli, güvenilir, uzun ömürlü, diyot pompalı Nd:YAG lazer. 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 internetten ve Wikipedia'dan toplandığını beyan ederiz. Tüm yaratıcıların fikri mülkiyet haklarına saygı duyuyoruz. Bu görsellerin kullanımı ticari kazanç amacı taşımamaktadır.
Kullanılan içeriklerden herhangi birinin telif hakkınızı ihlal ettiğini düşünüyorsanız lütfen bizimle iletişime geçin. Fikri mülkiyet yasalarına ve düzenlemelerine uygunluğu sağlamak için görüntülerin kaldırılması veya uygun şekilde atıfta bulunulması dahil uygun önlemleri almaya fazlasıyla hazırız. Amacımız içerik açısından zengin, adil ve başkalarının fikri mülkiyet haklarına saygılı bir platform sürdürmektir.
Lütfen aşağıdaki e-posta adresinden bizimle iletişime geçin:sales@lumispot.cn. Herhangi bir bildirim aldığımızda derhal harekete geçeceğimizi taahhüt ediyoruz ve bu tür sorunların çözümünde %100 işbirliğini garanti ediyoruz.

İçindekiler: