Introduksjon av «sjelen» til faststofflasere

Introduksjon av «sjelen» til faststofflasere

Vanligfaststofflasermaterialer

Kjernen i enhver laser er laserens arbeidsstoff, og arbeidsstoffet i et faststofflaserer i hovedsak fast. De fleste faststofflasermedier består av krystallmatriser og dopede atomer eller ioner med laseraktivitet, mens amorfe (glass)matriser er relativt sjeldne. Den nyeste utviklingen innen keramisk fremstillingsteknologi forventes å utvide bruksområdet for rimelige og høykvalitets lasermaterialer betydelig, som kan lages i en størrelse som er mye større enn krystallmaterialer.

Kjerne vanlige faststofflasermaterialer

Rubin: Den kjemiske sammensetningen er kromdopet aluminiumoksid (Cr:Al₂O₃). Kunstige rubiner har en lignende kjemisk sammensetning som rubiner av edelstenskvalitet, men de er av høyere renhet og kvalitet. De ser rosa ut og har en laserbølgelengde på 694,3 nanometer.

2. Neodym-dopet yttriumaluminiumgranat (Nd:YAG): Kunstig krystall, med en laserbølgelengde på 1064 nanometer, tilhører nær-infrarødt lys og er fullstendig usynlig og farlig for øynene. Nd:YAG er for tiden det mest brukte faststofflasermaterialet, og overgår rubin langt. Hovedårsaken er at laserterskelen er lavere, og den kan oppnå høyere utgangsenergi med samme inngangsenergi.

3. Neodymdopet yttriumvanadat (Nd:YVO₄) Ofte bare omtalt som «vanadat», har det blitt det foretrukne materialet for diodepumpede faststofflasere med lav til middels effekt (opptil flere watt) på grunn av dets store stimulerte emisjonstverrsnitt, lave laserterskel og polariserte utgangsegenskaper. Driftsbølgelengdene er 1064 nanometer og 1340 nanometer, og etter frekvensdobling kan det sende ut lasere med bølgelengder på 532 nanometer og 670 nanometer.

4. Neodym-dopet glass (Nd:Glass): Ved å bruke amorft glass som matrise, er laseregenskapene lik de til Nd:YAG. Hovedulempen er at varmeledningsevnen er relativt lav, bare 1/10 av en krystalls, noe som gjør det vanskelig å kjøle ned i høyeffektapplikasjoner. Fordelen ligger imidlertid i at det kan lages til lasermedier med en diameter på over 30 cm, noe som effektivt kontrollerer energitettheten og unngår skade på optiske komponenter på kilojoule-nivå.pulserende laser, og har en relativt lav kostnad.

Andre viktige faststofflasermaterialer, erbiumdopede materialer: inkludert erbiumdopet yttriumaluminiumgranat (Er:YAG, utgangsbølgelengde 2940 nanometer) og erbiumdopet glass (Er:Glass, utgangsbølgelengde 1540 nanometer). Holmiumdopede materialer: inkludert holmiumdopet yttriumaluminiumgranat (Ho:YAG), holmiumdopet litiumyttriumfluorid (Ho:YLF) og holmiumdopet glass (Ho:glass, utgangsbølgelengde 2000 til 2100 nanometer). Thuliumdopede materialer: inkludert thuliumdopet yttriumaluminiumgranat (Tm:YAG), thuliumdopet lutetiumaluminiumgranat (Tm:LuAG) og thulium-holmium-kodopet litiumyttriumfluorid (Tm,Ho:YLF, utgangsbølgelengde 2000 til 2030 nanometer). Ytterbiumdopede materialer: slik som ytterbiumdopet kaliumgadoliniumwolframat (Yb:KGW, utgangsbølgelengde 1025 til 1045 nanometer). Alexandritt (utgangsbølgelengde 655 til 815 nanometer). Titandopet safir (Ti:Safir, utgangsbølgelengde 840 til 1100 nanometer)