Notizie - Perché stiamo usando ND: YAG Crystal come mezzo di guadagno nel laser DPSS?

Iscriviti ai nostri social media per un post rapido

Cos'è un mezzo di guadagno laser?

Un mezzo di guadagno laser è un materiale che amplifica la luce mediante emissione stimolata. Quando gli atomi o le molecole del mezzo sono eccitati a livelli di energia più elevati, possono emettere fotoni di una particolare lunghezza d'onda quando si ritorna in uno stato di energia inferiore. Questo processo amplifica la luce che passa attraverso il mezzo, che è fondamentale per il funzionamento laser.

[Blog correlato:Componenti chiave del laser]

Qual è il solito mezzo di guadagno?

Il mezzo di guadagno può essere vario, inclusogas, liquidi (coloranti), solidi(cristalli o occhiali drogati con ioni di metallo raro o di transizione) e semiconduttori.Laser a stato solido, ad esempio, usa spesso cristalli come ND: YAG (granato in alluminio yttio drogato in neodimio) o bicchieri drogati con elementi della terra rara. I laser coloranti usano coloranti organici disciolti in solventi e i laser a gas utilizzano gas o miscele di gas.

Asta laser (da sinistra a destra): Ruby, Alexandrite, ER: YAG, ND: YAG

Le differenze tra Nd (Neodimio), ER (Erbio) e Yb (Itterbio) come mezzi di guadagno

si riferiscono principalmente alle loro lunghezze d'onda di emissione, meccanismi di trasferimento di energia e applicazioni, in particolare nel contesto di materiali laser drogati.

Lunghezze d'onda di emissione:

- ER: Erbium in genere emette a 1,55 µm, che si trova nella regione di sicurezza degli occhi e molto utile per le applicazioni di telecomunicazioni a causa della sua bassa perdita nelle fibre ottiche (Gong et al., 2016).

- YB: Ytterbio spesso emette da 1,0 a 1,1 µm, rendendolo adatto per una vasta gamma di applicazioni, tra cui laser e amplificatori ad alta potenza. YB è spesso usato come sensibilizzatore per ER per migliorare l'efficienza dei dispositivi drogati ER trasferendo l'energia da YB a ER.

- ND: i materiali drogati in neodimio emettono in genere circa 1,06 µm. ND: YAG, ad esempio, è rinomato per la sua efficienza ed è ampiamente utilizzato nei laser sia industriali che medici (Y. Chang et al., 2009).

Meccanismi di trasferimento di energia:

-Co-doping ER e YB: il co-doping di ER e YB in un mezzo ospite è utile per migliorare l'emissione nell'intervallo di 1,5-1,6 µm. YB funge da sensibilizzatore efficiente per ER assorbendo la luce della pompa e trasferendo l'energia agli ioni ER, portando all'emissione amplificata nella banda di telecomunicazioni. Questo trasferimento di energia è cruciale per il funzionamento degli amplificatori in fibra drogati ER (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- ND: ND non richiede in genere un sensibilizzatore come YB nei sistemi drogati ER. L'efficienza di ND deriva dal suo assorbimento diretto della luce della pompa e dalla successiva emissione, rendendolo un mezzo di guadagno laser semplice ed efficiente.

Applicazioni:

- er:Utilizzato principalmente nelle telecomunicazioni a causa della sua emissione a 1,55 µm, che coincide con la finestra di perdita minima delle fibre ottiche di silice. I mezzi di guadagno drogati ER sono fondamentali per amplificatori ottici e laser nei sistemi di comunicazione in fibra ottica a distanza.

- yb:Spesso utilizzato in applicazioni ad alta potenza a causa della sua struttura elettronica relativamente semplice che consente un pompaggio efficiente del diodo e un'uscita ad alta potenza. I materiali drogati YB vengono anche utilizzati per migliorare le prestazioni dei sistemi drogati ER.

- nd: Ben per una vasta gamma di applicazioni, dal taglio e dalla saldatura industriali ai laser medici. ND: Laser YAG sono particolarmente apprezzati per la loro efficienza, potenza e versatilità.

Perché abbiamo scelto ND: YAG come mezzo di guadagno nel laser DPSS

Un laser DPSS è un tipo di laser che utilizza un mezzo di guadagno a stato solido (come ND: YAG) pompata da un diodo laser a semiconduttore. Questa tecnologia consente laser compatti ed efficienti in grado di produrre raggi di alta qualità nello spettro visibile-infrarosso. Per un articolo dettagliato, potresti prendere in considerazione la ricerca di database scientifici o editori affidabili per recensioni complete sulla tecnologia laser DPSS.

[Prodotto correlato:Laser a stato solido a pompa di diodi]

ND: YAG è spesso usato come mezzo di guadagno nei moduli laser a pompa dei semiconduttori per diversi motivi, come evidenziato da vari studi:

1. Alta efficienza e potenza: Un design e simulazioni di un modulo laser ND: YAG a pompa laterale di diodo hanno dimostrato un'efficienza significativa, con un laser ND: YAG a pompa laterale di diodo che fornisce una potenza media massima di 220 W mantenendo energia costante per impulso in un ampio intervallo di frequenza. Ciò indica l'elevata efficienza e il potenziale per la potenza elevata di laser Nd: YAG quando pompati dai diodi (Lera et al., 2016).
2. Flessibilità operazionale e affidabilità: ND: la ceramica YAG ha dimostrato di funzionare in modo efficiente a varie lunghezze d'onda, comprese le lunghezze d'onda sicure, con un'elevata efficienza ottica-ottica. Ciò dimostra la versatilità e l'affidabilità di YAG come mezzo di guadagno in diverse applicazioni laser (Zhang et al., 2013).
3.Longevità e qualità del raggio: Ricerca su un laser altamente efficiente, a pompa dei diodi, ND: YAG ha sottolineato la sua longevità e prestazioni coerenti, indicando l'idoneità di ND: YAG per le applicazioni che richiedono fonti laser durevoli e affidabili. Lo studio ha riportato un funzionamento esteso con oltre 4,8 x 10^9 colpi senza danni ottici, mantenendo un'eccellente qualità del raggio (Coyle et al., 2004).
4. Funzionamento di onde continue altamente efficiente:Gli studi hanno dimostrato il funzionamento altamente efficiente delle onde continue (CW) dei laser Nd: YAG, evidenziando la loro efficacia come mezzo di guadagno nei sistemi laser a pompa di diodi. Ciò include il raggiungimento di elevate efficienze di conversione ottica e efficienze della pendenza, attestando ulteriormente l'idoneità di ND: YAG per applicazioni laser ad alta efficienza (Zhu et al., 2013).

La combinazione di elevata efficienza, potenza, flessibilità operativa, affidabilità, longevità e eccellente qualità del raggio rende ND: YAG un mezzo di guadagno preferito nei moduli laser a pompa dei semiconduttori per una vasta gamma di applicazioni.

Riferimento

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Laser a equile-switch efficiente compatto a 1525 nm con un cristallo ND: YVO4 legato a doppia estremità come mezzo di sé. Optics Express, 17 (6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z. e Huang, Y. (2016). Proprietà di crescita e spettroscopica di ER: YB: KGD (PO3) _4 Crystal come promettente mezzo di guadagno laser da 155 µm. Materiali ottici Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV e Butov, O. (2023). Modello basato sull'esperimento di mezzo di guadagno ER/YB per amplificatori e laser in fibra. 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). Simulazioni del profilo di guadagno e prestazioni di un laser YAG a pompa laterale di un diodo. Ottica applicata, 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 efficienza ND: laser in ceramica YAG che opera a 1442,8 nm. Optics Letters, 38 (16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Laser ND: YAG e efficiente, affidabile, a lungo tempo, a pompa di diodi per altimetria topografica vegetale a base di spazio. Ottica applicata, 43 (27), 5236-5242.

Zhu, Hy, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Laser in ceramica a onda continua: YAG a 946 nm. Lettere di fisica laser, 10.

Disclaimer:

Dichiariamo che alcune delle immagini visualizzate sul nostro sito Web sono raccolte da Internet e Wikipedia, con l'obiettivo di promuovere l'istruzione e la condivisione delle informazioni. Rispettiamo i diritti di proprietà intellettuale di tutti i creatori. L'uso di queste immagini non è destinato a guadagno commerciale.
Se ritieni che uno qualsiasi dei contenuti utilizzati violi il tuo copyright, ti preghiamo di contattarci. Siamo più che disposti a adottare misure appropriate, compresa la rimozione di immagini o la fornitura di attribuzione adeguata, per garantire il rispetto delle leggi e dei regolamenti sulla proprietà intellettuale. Il nostro obiettivo è mantenere una piattaforma ricca di contenuti, equa e rispetta i diritti di proprietà intellettuale degli altri.
Si prega di contattarci al seguente indirizzo email:sales@lumispot.cn. Ci impegniamo ad agire immediatamente dopo aver ricevuto qualsiasi notifica e garantire la cooperazione del 100% nel risolvere tali questioni.

Sommario: