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

Hızlı Gönderi İçin Sosyal Medyamıza Abone Olun

Lazer Kazanç Ortamı Nedir?

Lazer kazanç ortamı, uyarılmış emisyonla ışığı yükselten bir malzemedir. Ortamın atomları veya molekülleri daha yüksek enerji seviyelerine uyarıldığında, daha düşük bir enerji durumuna geri döndüklerinde belirli bir dalga boyunda fotonlar yayabilir. Bu süreç, lazer çalışması için temel olan ortamdan geçen ışığı yükseltir.

[İlgili Blog:Lazerin temel bileşenleri]

Genel 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, genellikle Nd: YAG (Neodimyum katkılı İtriyum Alüminyum Garnet) gibi kristaller veya nadir toprak elementleriyle katkılanmış camlar kullanırlar. Boya lazerleri çözücülerde çözünmüş organik boyalar kullanır ve gaz lazerleri gazları veya gaz karışımlarını kullanır.

Lazer çubukları (soldan sağa): Yakut, Aleksandrit, 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: Erbiyum genellikle 1,55 µm'de yayılır; bu, 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 yayılım gösterir ve bu da onu yüksek güçlü lazerler ve amplifikatörler dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalar için uygun hale getirir. Yb genellikle Er'e duyarlılaştırıcı olarak kullanılır ve enerjiyi Yb'den Er'e aktararak Er ile katkılanmış cihazların verimliliğini artırır.

- 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 Eş-dopingi: Bir konak ortamında Er ve Yb'nin eş-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 telekomünikasyon bandında yükseltilmiş emisyona yol açar. Bu enerji transferi, Er-dopingli fiber amplifikatörlerin (EDFA) çalışması için çok önemlidir (DK Vysokikh ve diğerleri, 2023).

- Nd: Nd, Er-doped sistemlerde Yb gibi bir duyarlaştırıcıya genellikle 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 penceresiyle çakışan 1,55 µm'deki emisyonu nedeniyle öncelikle telekomünikasyonda kullanılır. Er-doped 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 özellikle verimlilikleri, güçleri ve çok yönlülükleri nedeniyle değerlidir.

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

DPSS lazer, yarı iletken lazer diyot tarafından pompalanan katı hal kazanç ortamı (Nd: YAG gibi) kullanan bir lazer türüdür. Bu teknoloji, görünür ila kızılötesi spektrumda yüksek kaliteli ışınlar üretebilen kompakt, verimli lazerlere olanak tanır. Ayrıntılı bir makale için, DPSS lazer teknolojisi hakkında kapsamlı incelemeler için saygın bilimsel veri tabanlarında veya yayıncılarda arama yapmayı 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: Bir diyot yan pompalı Nd:YAG lazer modülünün tasarımı ve simülasyonları, geniş bir frekans aralığında darbe başına sabit enerjiyi korurken, diyot yan pompalı bir Nd:YAG lazerinin maksimum 220 W ortalama güç sağlamasıyla önemli bir verimlilik gösterdi. Bu, diyotlar tarafından pompalandığında Nd:YAG lazerlerinin yüksek verimliliğini ve yüksek güç çıkışı potansiyelini gösterir (Lera ve diğerleri, 2016).
2.Operasyonel Esneklik ve Güvenilirlik: Nd:YAG seramiklerinin, göz için güvenli 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 Ömürlülük ve Işın Kalitesi: Yüksek verimli, diyot pompalı, Nd:YAG lazeri üzerine yapılan araştırma, uzun ömürlülüğünü ve tutarlı performansını vurgulayarak, Nd:YAG'nin dayanıklı ve güvenilir lazer kaynakları gerektiren uygulamalar için uygunluğunu gösterdi. Çalışma, optik hasar olmaksızın 4,8 x 10^9'dan fazla atışla uzatılmış çalışma bildirdi ve mükemmel ışın kalitesini korudu (Coyle ve diğerleri, 2004).
4.Yüksek Verimli Sürekli Dalga Çalışması:Çalışmalar, Nd:YAG lazerlerinin yüksek verimli sürekli dalga (CW) işlemini göstererek diyot pompalı lazer sistemlerinde bir kazanç ortamı olarak etkinliklerini vurgulamıştır. Bu, yüksek optik dönüşüm verimlilikleri ve eğim verimlilikleri elde etmeyi içerir ve ayrıca Nd:YAG'nin yüksek verimli lazer uygulamaları için uygunluğunu doğrular (Zhu ve diğerleri, 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 ile 1525 nm'de kompakt, verimli Q-anahtarlı göz güvenli lazer. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & 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, & Butov, O. (2023). Fiber amplifikatörler ve lazerler için Er/Yb kazanç ortamının deney tabanlı modeli. 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. 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 göz güvenli lazer. Optik Mektupları, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Uzay tabanlı bitki örtüsü topoğrafik 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.

Uyarı:

Web sitemizde görüntülenen bazı görsellerin, eğitim ve bilgi paylaşımını teşvik etme amacıyla İnternet ve Wikipedia'dan toplandığını beyan ederiz. Tüm yaratıcıların fikri mülkiyet haklarına saygı duyuyoruz. Bu görsellerin kullanımı ticari kazanç için tasarlanmamıştır.
Kullanılan içeriklerden herhangi birinin telif hakkınızı ihlal ettiğine inanıyorsanız lütfen bizimle iletişime geçin. Fikri mülkiyet yasaları ve yönetmeliklerine uyumu sağlamak için görselleri kaldırmak veya uygun atıf sağlamak gibi 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.cnHerhangi bir bildirim aldığımızda derhal harekete geçmeyi taahhüt ediyoruz ve bu tür sorunların çözümünde %100 işbirliği yapmayı garanti ediyoruz.

İçindekiler: