Tehnologia laser are cReu în viața oamenilor din toate aspectele, dar există mai multe tipuri de lasere, cu lungimi de undă diferite și caracteristici diferite, astfel încât domeniile de aplicare sunt diferite. Cred că cei mai mulți oameni au un pic de durere de cap în fața tipurilor de laser complicate. Prin urmare, acest articol rezumă diferitele tipuri de lasere și explică caracteristicile și aplicațiile practice ale fiecărui tip de laser unul câte unul.
Conform diferitelor medii de lucru, laserele sunt împărțite în lasere solide, lasere cu gaz, lasere colorant, lasere semiconductoare, lasere cu fibre și lasere electronice gratuite. Printre acestea, există multe tipuri subdivizate de lasere solid-state și lasere cu gaz. Cu excepția laserelor electronice gratuite, principiile de lucru de bază ale tuturor tipurilor de lasere sunt aceleași, inclusiv sursa pompei, rezonatorul optic și mediul de câștig.
În laserele în stare solidă, lumina este utilizată în general ca sursă de pompă, iar cristalele sau ochelarii capabili să genereze lumină laser sunt numite substanțe de lucru cu laser. Substanța de lucru cu laser este compusă dintr-o matrice și un ion activând. Materialul matriceal oferă o existență adecvată și un mediu de lucru pentru ionul de activare, iar procesul de generare cu laser este completat de ionul de activare. Ionii de activare utilizați în mod obișnuit sunt în principal ioni metalici de tranziție, ar fi cromul, diamantul, nichelul și ionii metalici din pământuri rare, ar fi ionii de neodymium. Un reflector acoperit cu un film dielectric pe suprafață servește ca un obiectiv cavității rezonante, dintre care unul este o oglindă completă și unul este o jumătate de oglindă. Atunci când diferite ioni activarea, diferite materiale matrice și lungimi de undă diferite de lumină sunt utilizate pentru excitație, o varietate de lungimi de undă diferite de lumina laser vor fi emise. Diferite tipuri de lasere solid-state și aplicațiile lor.
Laser rubiniu
Lungimea de undă laser de ieșire este de 694.3nm, iar rata de conversie fotoelectrică este scăzută, doar 0,1%. Cu toate acestea, durata sa lungă de viață fluorescență este propice pentru stocarea de energie, și se poate produce putere de mare puls de vârf. Laserul generat de o tijă rubinie cu grosimea unui miez de stilou și degete lungi pot penetra cu ușurință foaia de fier. Înainte de apariția unor lasere YAG mai eficiente, laserele rubinie au fost utilizate pe scară largă în tăierea cu laser și găurirea. În plus, lumina de 694nm este ușor absorbită de melanina, astfel încât laserul rubiniu este, de asemenea, utilizat pentru tratamentul leziunilor pigmentate (pete ale pielii pe piele).
Laser cu safir din titan
Datorită proprietăților sale de cristal, are o gamă largă de tunable (care este, o gamă de lungimi de undă), și poate afișa lumina cu o lungime de undă de 660nm-1200nm în funcție de nevoi. Cuplat cu maturitatea tehnologiei de dublare a frecvenței (care poate dubla frecvența luminii, adică înjumătățirea lungimii de undă), gama de lungimi de undă poate fi extinsă la 330nm-600nm. Laserele cu safir din titan sunt utilizate în spectrometrie femtosecunde, cercetarea optică neliniară, generarea de lumină albă, generarea undelor terahertzilor etc., și au aplicații în frumusețea medicală.
Yag
Este abrevierea granatului de aluminiu ytriu. Această substanță este în prezent cea mai excelentă matrice de cristal ecuabile cu caracteristici complete. Se poate produce 1064nm lumina după dopat cu neodymium (Nd), și puterea maximă de ieșire continuă poate ajunge la 1000w. În primele zile, un flash de gaz inert a fost folosit ca sursă de pompă a laserului. Cu toate acestea, metoda de pompare flash are o gamă largă spectrală, coincidență slabă cu spectrul de absorbție a mediului de câștig cu laser și o sarcină termică mare, ceea ce duce la o rată de conversie fotoelectrică scăzută. Prin urmare, folosind LD (diodă laser) pompe pot atinge eficiență ridicată, de mare putere, și durata lungă de viață a laserului. Nd: YAG laser poate fi utilizat în tratamentul hemangioamelor pentru a inhiba cresterea tumorii. Cu toate acestea, deteriorarea termică a acestui laser la țesuturi este neselectivă. În timp ce coagularea vaselor de sânge tumorale, excesul de energie va deteriora, de asemenea, țesuturile normale din jur, lăsând cicatrici după o intervenție chirurgicală. Prin urmare, Nd: Lasere YAG sunt utilizate în principal în chirurgie, ginecologie, caracteristici faciale, și mai puțin în dermatologie.
Yb: YAG, dopat cu Yb (Yb) în YAG, poate produce 1030nm lumina. Yb: Lungimea de undă a pompei YAG este de 941nm, care este foarte aproape de lungimea de undă de ieșire, care poate atinge o eficiență cuantică a pompei de 91,4%, iar căldura generată cu pompa este suprimată la 10% (cea mai mare parte a energiei de intrare este convertită în ieșire O mică parte din energia laser devine căldură, ceea ce înseamnă că eficiența conversiei este foarte mare) , care este de 25% la 30% din Nd: YAG. Yb: YAG a devenit una dintre cele mai vizibile solid-state cu laser mass-media. LD-pompat de mare putere Yb: YAG lasere solid-state au devenit un nou hotspot de cercetare și sunt considerate ca o direcție majoră pentru dezvoltarea de înaltă eficiență, de înaltă putere lasere solid-state.
În plus față de cele două tipuri de mai sus, YAG poate fi, de asemenea, amestecat cu erbium (Ho), erbium (Er), și similare. Ho: YAG poate genera lasere 2097nm și 2091nm, care sunt sigure pentru ochii umani. Este potrivit în principal pentru comunicații optice, radar și aplicații medicale. Er: YAG produce 2,9 μm lumină. Organismul uman are o rată mare de absorbție la această lungime de undă, și are un potențial mare de aplicare pentru chirurgie cu laser și chirurgie vasculară.
Vopsea laser
Un laser care utilizează un colorant organic ca mediu laser, de obicei, o soluție lichidă. Comparativ cu mediile laser gazoase și solid-state, laserele coloranți pot fi adesea utilizate pe o gamă mai largă de lungimi de undă. Lățimea de bandă largă le face deosebit de potrivite pentru lasere tunable și pulsate. Cu toate acestea, datorită duratei sale scurte de viață medie și a puterii de ieșire limitate, acesta a fost practic înlocuit cu un laser solid-state cu o lungime de undă tabil, ar fi safir de titan.
Slaser emiconductor
Este un laser folosind material semiconductoare ca substanță de lucru. Există trei tipuri de metode de excitație: injecție electrică, excitație fascicul de electroni și pompare optică. Dimensiuni mici, preț redus, eficiență ridicată, durată lungă de viață, consum redus de energie, pot fi utilizate în domeniile de informare electronică, imprimare cu laser, indicator laser, comunicare optică, TV cu laser, proiector laser mic, informații electronice, optica integrată Cel mai important tip de laser.
Laser cu fibră optică
Se referă la laser folosind elemente rare de pământ-fibra de sticla dopate ca mediu de câștig, care are o gamă largă de aplicații, inclusiv de comunicații cu fibră laser, spațiu cu laser de comunicații de la distanță, construcții navale industriale, de fabricație auto, gravura cu laser, marcaj cu laser, tăiere cu laser, role de imprimare, metal de foraj metal / tăiere / sudare (brazing, potolire, placare și sudare profundă), de securitate militare de apărare, echipamente medicale și echipamente, infrastructura la scară largă, ca o sursă de pompă pentru alte lasere, etc.
Laser electronic liber
Este un nou tip de sursă de radiații coerentă de mare putere, care este diferită de laserele tradiționale. Nu are nevoie de gaz, lichid sau solid ca material de lucru, dar convertește direct energia cinetică a fasciculelor de electroni de mare energie în energie radiantă coerentă. Prin urmare, substanța de lucru a unui laser electronic liber poate fi, de asemenea, considerată ca un electron liber. Ea are o serie de caracteristici excelente, ar fi de mare putere, de înaltă eficiență, tuning gamă largă de lungimi de undă, și structura de timp de impulsuri ultra-scurte. În afară de ea, nici un laser nu poate avea aceste caracteristici în același timp. Ea are perspective foarte promițătoare în cercetare fizica, arme cu laser, fuziune cu laser, fotochimie, și comunicații optice.