NOTICIAS - Por que estamos a usar ND: YAG Crystal como medio de ganancia no láser DPSS?

Suscríbete aos nosos medios sociais para a publicación rápida

Que é un medio de ganancia láser?

Un medio de ganancia láser é un material que amplifica a luz mediante emisión estimulada. Cando os átomos ou moléculas do medio están entusiasmados con niveis de enerxía máis altos, poden emitir fotóns dunha lonxitude de onda particular ao volver a un estado enerxético inferior. Este proceso amplifica a luz que pasa polo medio, que é fundamental para a operación láser.

[Blog relacionado:Compoñentes clave do láser]

Cal é o medio de ganancia habitual?

Pódese variar o medio de ganancia, incluídogases, líquidos (colorantes), sólidos(cristais ou vasos dopados con ións metálicos de terra rara ou transición) e semicondutores.Láseres de estado sólido, por exemplo, a miúdo usa cristais como ND: YAG (granate de aluminio Yttrium dopado por neodimio) ou lentes dopados con elementos de terra rara. Os láseres de tinte usan colorantes orgánicos disoltos en disolventes e os láseres de gas utilizan gases ou mesturas de gas.

Rodas láser (de esquerda a dereita): Ruby, Alexandrite, Er: Yag, ND: Yag

As diferenzas entre ND (Neodymium), ER (Erbium) e YB (Ytterbium) como medios de ganancia

Relacionouse principalmente coas súas lonxitudes de onda de emisión, mecanismos de transferencia de enerxía e aplicacións, especialmente no contexto de materiais láser dopados.

Lonxitudes de onda de emisión:

- ER: Erbium emite normalmente a 1,55 µm, que se atopa na rexión de seguridade dos ollos e moi útil para aplicacións de telecomunicacións debido á súa baixa perda en fibras ópticas (Gong et al., 2016).

- YB: Ytterbium adoita emitir arredor de 1,0 a 1,1 µm, tornándoo adecuado para unha ampla gama de aplicacións, incluíndo láseres e amplificadores de alta potencia. YB úsase a miúdo como sensibilizador para ER para mellorar a eficiencia dos dispositivos dopados por ER mediante a transferencia de enerxía de YB a ER.

- ND: Os materiais dopados por neodimio normalmente emiten arredor de 1,06 µm. ND: YAG, por exemplo, é coñecido pola súa eficiencia e é moi utilizado tanto en láseres industriais como médicos (Y. Chang et al., 2009).

Mecanismos de transferencia de enerxía:

-ER e YB Co-doping: a co-dopación de ER e YB nun medio hóspede é beneficiosa para mellorar a emisión no rango de 1,5-1,6 µM. YB actúa como un sensibilizador eficiente para ER absorbendo a luz da bomba e transferindo enerxía aos ións ER, dando lugar a unha emisión amplificada na banda de telecomunicacións. Esta transferencia de enerxía é crucial para o funcionamento de amplificadores de fibra dopados por ER (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- ND: ND non normalmente require un sensibilizador como YB nos sistemas dopados por ER. A eficiencia de ND deriva da súa absorción directa de luz da bomba e posterior emisión, o que o converte nun medio de ganancia láser sinxelo e eficiente.

Aplicacións:

- er:Usado principalmente en telecomunicacións debido á súa emisión a 1,55 µm, o que coincide coa xanela de perda mínima de fibras ópticas de sílice. Os medios de ganancia dopados por ER son críticos para amplificadores ópticos e láseres en sistemas de comunicación de fibra óptica de longa distancia.

- YB:A miúdo usado en aplicacións de alta potencia debido á súa estrutura electrónica relativamente sinxela que permite un bombeo eficiente de diodo e alta potencia. Os materiais dopados por YB tamén se usan para mellorar o rendemento dos sistemas dopados por ER.

- nd: Ben adaptado a unha ampla gama de aplicacións, desde o corte industrial e a soldadura ata os láseres médicos. ND: Os láseres YAG son especialmente valorados pola súa eficiencia, poder e versatilidade.

Por que escollemos ND: Yag como medio de ganancia no láser DPSS

Un láser DPSS é un tipo de láser que usa un medio de ganancia de estado sólido (como ND: YAG) bombeado por un diodo láser semiconductor. Esta tecnoloxía permite láseres compactos e eficientes capaces de producir vigas de alta calidade no espectro visible a infravermello. Para un artigo detallado, pode considerar a busca a través de bases de datos científicas respectables ou editores para revisións completas sobre tecnoloxía láser DPSS.

[Produto relacionado:Láser de estado sólido bombinado por diodo]

ND: YAG úsase a miúdo como medio de ganancia en módulos láser bombeados por semiconductores por varias razóns, como destacan varios estudos:

1. Eficiencia alta e potencia de potencia: Un deseño e simulacións dun módulo láser ND: YAG de Diode Bombeed Nd: YAG demostrou unha eficiencia significativa, cun láser ND: YAG con un diodo que proporciona unha potencia media máxima de 220 W mantendo a enerxía constante por pulso nun amplo rango de frecuencia. Isto indica a alta eficiencia e o potencial de alta potencia de láseres ND: YAG cando son bombeados por diodos (Lera et al., 2016).
2. Flexibilidade e fiabilidade operacionais: ND: demostrouse que a cerámica de YAG opera de forma eficiente en varias lonxitudes de onda, incluíndo lonxitudes de onda seguras, con alta eficiencia óptica a óptica. Isto demostra a versatilidade e a fiabilidade de ND: YAG como medio de ganancia en diferentes aplicacións láser (Zhang et al., 2013).
3. Longovidade e calidade do feixe: Investigación sobre un láser altamente eficiente, bombinado por diodo, ND: YAG láser destacou a súa lonxevidade e o seu rendemento consistente, indicando a idoneidade de ND: YAG para aplicacións que requiren fontes láser duradeiras e fiables. O estudo reportou un funcionamento prolongado con máis de 4,8 x 10^9 disparos sen danos ópticos, mantendo unha excelente calidade de feixe (Coyle et al., 2004).
4. Funcionamento de onda continua eficiente:Os estudos demostraron a operación de onda continua (CW) altamente eficiente de láseres ND: YAG, destacando a súa eficacia como medio de ganancia nos sistemas láser bombeados con diodos. Isto inclúe a consecución de altas eficiencias de conversión óptica e eficiencia de pendente, que demostra aínda máis a idoneidade de ND: YAG para aplicacións láser de alta eficiencia (Zhu et al., 2013).

A combinación de alta eficiencia, potencia de potencia, flexibilidade operativa, fiabilidade, lonxevidade e excelente calidade de feixe fai que ND: YAG sexa un medio de ganancia preferido en módulos láser bombeados de semiconductores para unha ampla gama de aplicacións.

Referencia

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Láser e eficaz de Eye-Safe con conmutación de Q a 1525 nm cun cristal ND: YVO4 unido a difusión de dobre extrema como medio auto-Raman. Optics Express, 17 (6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Propiedades de crecemento e espectroscópicas de ER: YB: KGD (PO3) _4 cristal como un prometedor medio de ganancia láser de 155 µM. Materiais ópticos Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Modelo baseado en experimentos de medio de ganancia de ER/YB para amplificadores de fibras e láseres. 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). Simulacións do perfil de ganancia e rendemento dun diodo Pumped qCW ND: YAG Láser. Óptica aplicada, 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). Alta eficiencia ND: láser de cerámica de cerámica YAG que funciona a 1442,8 nm. Cartas de óptica, 38 (16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Láser ND: YAG, láser ND: YAG para a vexetación baseado no espazo. Óptica aplicada, 43 (27), 5236-5242.

Zhu, Hy, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Vaia continua altamente eficiente ND: láseres de cerámica YAG a 946 nm. Cartas de física láser, 10.

Renuncia:

Declaramos que algunhas das imaxes amosadas no noso sitio web están recollidas de Internet e Wikipedia, co obxectivo de promover a educación e o intercambio de información. Respectamos os dereitos de propiedade intelectual de todos os creadores. O uso destas imaxes non está destinado a ganancias comerciais.
Se cre que calquera dos contidos empregados viola os seus dereitos de autor, póñase en contacto connosco. Estamos máis que dispostos a tomar as medidas adecuadas, incluíndo a eliminación de imaxes ou proporcionar unha atribución adecuada, para garantir o cumprimento das leis e regulamentos de propiedade intelectual. O noso obxectivo é manter unha plataforma rica en contido, xusta e respecta os dereitos de propiedade intelectual doutros.
Póñase en contacto connosco no seguinte enderezo de correo electrónico:sales@lumispot.cn. Comprometémonos a tomar medidas inmediatas ao recibir ningunha notificación e garantir a cooperación ao 100% para resolver tales problemas.

Táboa de contidos ：