Прадстаўляем «душу» цвёрдацельных лазераў

Прадстаўляем «душу» цвёрдацельных лазераў

Мэйнстрымцвёрдацельны лазерматэрыялы

Асновай любога лазера з'яўляецца рабочае рэчыва лазера, а рабочае рэчыва — цвёрдацельнае...лазерпа сутнасці з'яўляецца цвёрдым целам. Большасць цвёрдацельных лазерных асяроддзяў складаюцца з крышталічных матрыц і легаваных атамаў або іонаў з лазернай актыўнасцю, у той час як аморфныя (шкляныя) матрыцы сустракаюцца адносна рэдка. Чакаецца, што найноўшыя распрацоўкі ў тэхналогіі падрыхтоўкі керамікі значна пашырыць сферу прымянення недарагіх і высакаякасных лазерных матэрыялаў, якія можна вырабляць у памерах, значна большых за крышталічныя матэрыялы.

Асноўныя часта выкарыстоўваныя матэрыялы для цвёрдацельных лазераў

Рубін: яго хімічны склад — аксід алюмінію, легаваны хромам (Cr:Al₂O₃). Штучныя рубіны маюць падобны хімічны склад да рубінаў ювелірнай якасці, але яны больш высокай чысціні і якасці. Яны маюць ружовы колер і даўжыню хвалі лазера 694,3 нанаметра.

2. Неадымам легаваны ітрыевы алюмініевы гранат (Nd:YAG): штучны крышталь з даўжынёй хвалі лазера 1064 нанаметры, ён адносіцца да блізкага інфрачырвонага выпраменьвання і цалкам нябачны і небяспечны для вачэй. Nd:YAG у цяперашні час з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўваным цвёрдацельным лазерным матэрыялам, значна пераўзыходзячы рубін. Асноўная прычына ў тым, што яго лазерны парог ніжэйшы, і ён можа дасягнуць больш высокай выходнай энергіі пры той жа ўваходнай энергіі.

3. Ванадат ітрыя (Nd:YVO₄), легаваны неадымам. Часта яго проста называюць «ванадатам». Ён стаў пераважным матэрыялам для цвёрдацельных лазераў з дыёднай накачкай нізкай і сярэдняй магутнасці (да некалькіх ват) дзякуючы вялікаму папярочнаму сячэнню вымушанага выпраменьвання, нізкаму парогавыму выпраменьванню і палярызаваным выходным характарыстыкам. Рабочыя даўжыні хваль складаюць 1064 нанаметры і 1340 нанаметраў, а пасля падваення частаты ён можа выпраменьваць лазеры з даўжынямі хваль 532 нанаметры і 670 нанаметраў.

4. Шкло, легаванае неадымам (Nd:Glass): пры выкарыстанні аморфнага шкла ў якасці матрыцы яго лазерныя ўласцівасці падобныя да ўласцівасцей Nd:YAG. Яго асноўным недахопам з'яўляецца адносна нізкая цеплаправоднасць, усяго 1/10 ад цеплаправоднасці крышталя, што абцяжарвае яго астуджэнне ў магутных прымяненнях. Аднак яго перавага заключаецца ў тым, што яго можна ператвараць у лазерныя носьбіты дыяметрам больш за адзін фут, эфектыўна кантралюючы шчыльнасць энергіі, пазбягаючы пашкоджання аптычных кампанентаў на кіладжоўльным узроўні.імпульсны лазер, і якія маюць адносна нізкі кошт.

Іншыя важныя матэрыялы для цвёрдацельных лазераў, легаваныя эрбіем матэрыялы: у тым ліку легаваны эрбіем ітрыева-алюмініевы гранат (Er:YAG, даўжыня хвалі выхаднога выпраменьвання 2940 нанаметраў) і легаванае эрбіем шкло (Er:Glass, даўжыня хвалі выхаднога выпраменьвання 1540 нанаметраў). Матэрыялы, легаваныя гольміем: у тым ліку легаваны гольміем ітрыева-алюмініевы гранат (Ho:YAG), легаваны гольміем фтарыд літыя-ітрыя (Ho:YLF) і легаванае гольміем шкло (Ho:шкло, даўжыня хвалі выхаднога выпраменьвання ад 2000 да 2100 нанаметраў). Матэрыялы, легаваныя туліем: у тым ліку легаваны туліем ітрыева-алюмініевы гранат (Tm:YAG), легаваны туліем лютэцыява-алюмініевы гранат (Tm:LuAG) і сумесна легаваны туліем і гольміем фтарыд літыя-ітрыя (Tm,Ho:YLF, даўжыня хвалі выхаднога выпраменьвання ад 2000 да 2030 нанаметраў). Матэрыялы, легаваныя ітэрбіем: такія як легаваны ітэрбіем вальфрамат калію гадаліній (Yb:KGW, даўжыня хвалі выхаднога сігналу ад 1025 да 1045 нанаметраў). Александрыт (даўжыня хвалі выхаднога сігналу ад 655 да 815 нанаметраў). Сапфір, легаваны тытанам (Ti:Сапфір, даўжыня хвалі выхаднога сігналу ад 840 да 1100 нанаметраў).