Berita - Mengapa kami menggunakan kristal Nd:YAG sebagai media penguatan pada laser DPSS?

Berlangganan Media Sosial Kami Untuk Postingan Cepat

Apa itu Laser Gain Medium?

Media penguat laser adalah material yang memperkuat cahaya melalui emisi terstimulasi. Saat atom atau molekul media tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi, mereka dapat memancarkan foton dengan panjang gelombang tertentu saat kembali ke keadaan energi yang lebih rendah. Proses ini memperkuat cahaya yang melewati media, yang merupakan hal mendasar bagi pengoperasian laser.

[Blog Terkait:Komponen utama laser]

Berapa Rata-rata Keuntungan yang Umum?

Media penguatan dapat bervariasi, termasukgas alam, cairan (pewarna), benda padat(kristal atau kaca yang didoping dengan ion logam tanah jarang atau logam transisi), dan semikonduktor.Laser solid-state, misalnya, sering menggunakan kristal seperti Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet) atau kaca yang didoping dengan unsur tanah jarang. Laser pewarna menggunakan pewarna organik yang dilarutkan dalam pelarut, dan laser gas memanfaatkan gas atau campuran gas.

Batang laser (dari kiri ke kanan): Ruby, Alexandrite, Er:YAG, Nd:YAG

Perbedaan antara Nd (Neodymium), Er (Erbium), dan Yb (Ytterbium) sebagai media penguatan

terutama berkaitan dengan panjang gelombang emisi, mekanisme transfer energi, dan aplikasinya, terutama dalam konteks bahan laser terdoping.

Panjang Gelombang Emisi:

- Er: Erbium biasanya memancarkan pada 1,55 µm, yang berada di wilayah aman bagi mata dan sangat berguna untuk aplikasi telekomunikasi karena kehilangannya yang rendah pada serat optik (Gong et al., 2016).

- Yb: Ytterbium sering memancarkan sekitar 1,0 hingga 1,1 µm, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi, termasuk laser dan amplifier berdaya tinggi. Yb sering digunakan sebagai sensitizer untuk Er guna meningkatkan efisiensi perangkat yang didoping Er dengan mentransfer energi dari Yb ke Er.

- Nd: Bahan yang didoping neodymium biasanya memancarkan sekitar 1,06 µm. Nd:YAG, misalnya, terkenal karena efisiensinya dan banyak digunakan dalam laser industri dan medis (Y. Chang et al., 2009).

Mekanisme Transfer Energi:

- Ko-doping Er dan Yb: Ko-doping Er dan Yb dalam media inang bermanfaat untuk meningkatkan emisi dalam kisaran 1,5-1,6 µm. Yb bertindak sebagai sensitizer yang efisien untuk Er dengan menyerap cahaya pompa dan mentransfer energi ke ion Er, yang mengarah pada emisi yang diperkuat dalam pita telekomunikasi. Transfer energi ini sangat penting untuk pengoperasian penguat serat yang didoping Er (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023).

- Nd: Nd biasanya tidak memerlukan sensitizer seperti Yb dalam sistem Er-doped. Efisiensi Nd berasal dari penyerapan langsung cahaya pompa dan emisi berikutnya, menjadikannya media penguatan laser yang mudah dan efisien.

Aplikasi:

- Dia:Terutama digunakan dalam telekomunikasi karena emisinya pada 1,55 µm, yang bertepatan dengan jendela kehilangan minimum serat optik silika. Media penguatan yang didoping Er sangat penting untuk penguat optik dan laser dalam sistem komunikasi serat optik jarak jauh.

- Yb:Sering digunakan dalam aplikasi berdaya tinggi karena struktur elektroniknya yang relatif sederhana yang memungkinkan pemompaan dioda yang efisien dan keluaran daya yang tinggi. Material yang didoping Yb juga digunakan untuk meningkatkan kinerja sistem yang didoping Er.

- Tidak ada: Sangat cocok untuk berbagai aplikasi, mulai dari pemotongan dan pengelasan industri hingga laser medis. Laser Nd:YAG sangat dihargai karena efisiensinya, dayanya, dan keserbagunaannya.

Mengapa kami memilih Nd:YAG sebagai media penguatan pada laser DPSS?

Laser DPSS adalah jenis laser yang menggunakan media penguatan solid-state (seperti Nd:YAG) yang dipompa oleh dioda laser semikonduktor. Teknologi ini memungkinkan laser yang ringkas dan efisien yang mampu menghasilkan sinar berkualitas tinggi dalam spektrum tampak hingga inframerah. Untuk artikel terperinci, Anda dapat mempertimbangkan untuk mencari melalui basis data ilmiah atau penerbit terkemuka untuk ulasan komprehensif tentang teknologi laser DPSS.

[Produk Terkait :Laser solid-state yang dipompa dioda]

Nd:YAG sering digunakan sebagai media penguatan dalam modul laser yang dipompa semikonduktor karena beberapa alasan, seperti yang disorot oleh berbagai penelitian:

1. Efisiensi Tinggi dan Output Daya: Desain dan simulasi modul laser Nd:YAG yang dipompa dari sisi dioda menunjukkan efisiensi yang signifikan, dengan laser Nd:YAG yang dipompa dari sisi dioda memberikan daya rata-rata maksimum 220 W sambil mempertahankan energi konstan per pulsa dalam rentang frekuensi yang lebar. Hal ini menunjukkan efisiensi tinggi dan potensi keluaran daya tinggi dari laser Nd:YAG saat dipompa oleh dioda (Lera et al., 2016).
2. Fleksibilitas dan Keandalan Operasional: Keramik Nd:YAG telah terbukti beroperasi secara efisien pada berbagai panjang gelombang, termasuk panjang gelombang yang aman bagi mata, dengan efisiensi optik-ke-optik yang tinggi. Hal ini menunjukkan fleksibilitas dan keandalan Nd:YAG sebagai media penguat dalam berbagai aplikasi laser (Zhang et al., 2013).
3.Umur Panjang dan Kualitas Sinar: Penelitian tentang laser Nd:YAG yang dipompa dioda dan sangat efisien menekankan keawetannya dan kinerja yang konsisten, yang menunjukkan kesesuaian Nd:YAG untuk aplikasi yang memerlukan sumber laser yang tahan lama dan andal. Penelitian ini melaporkan operasi yang diperpanjang dengan lebih dari 4,8 x 10^9 bidikan tanpa kerusakan optik, mempertahankan kualitas sinar yang sangat baik (Coyle et al., 2004).
4. Operasi Gelombang Kontinu yang Sangat Efisien:Studi telah menunjukkan pengoperasian gelombang kontinu (CW) yang sangat efisien dari laser Nd:YAG, yang menyoroti keefektifannya sebagai media penguatan dalam sistem laser yang dipompa dioda. Ini termasuk mencapai efisiensi konversi optik dan efisiensi kemiringan yang tinggi, yang selanjutnya membuktikan kesesuaian Nd:YAG untuk aplikasi laser efisiensi tinggi (Zhu et al., 2013).

Kombinasi efisiensi tinggi, daya keluaran, fleksibilitas operasional, keandalan, umur panjang, dan kualitas sinar yang sangat baik menjadikan Nd:YAG sebagai media penguatan pilihan dalam modul laser yang dipompa semikonduktor untuk berbagai macam aplikasi.

Referensi

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Laser Q-switched yang ringkas dan efisien untuk mata pada 1525 nm dengan kristal Nd:YVO4 yang terikat difusi pada ujung ganda sebagai media Raman sendiri. Optics Express, 17(6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). Pertumbuhan dan sifat spektroskopi kristal Er:Yb:KGd(PO3)_4 sebagai media penguatan laser 155 µm yang menjanjikan. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Model berbasis eksperimen media penguatan Er/Yb untuk penguat serat dan laser. Jurnal Masyarakat Optik Amerika 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). Simulasi profil penguatan dan kinerja laser QCW Nd:YAG yang dipompa samping dioda. Optik Terapan, 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). Laser keramik Nd:YAG yang aman untuk mata dan bekerja pada 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Laser Nd:YAG yang efisien, andal, dan tahan lama, yang dipompa dioda untuk altimetri topografi vegetasi berbasis ruang angkasa. Applied Optics, 43(27), 5236-5242.

Zhu, HY, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). Laser keramik Nd:YAG gelombang kontinu yang sangat efisien pada 946 nm. Laser Physics Letters, 10.

Penafian:

Dengan ini kami menyatakan bahwa beberapa gambar yang ditampilkan di situs web kami dikumpulkan dari Internet dan Wikipedia, dengan tujuan untuk mempromosikan pendidikan dan berbagi informasi. Kami menghormati hak kekayaan intelektual semua kreator. Penggunaan gambar-gambar ini tidak dimaksudkan untuk keuntungan komersial.
Jika Anda yakin bahwa konten yang digunakan melanggar hak cipta Anda, silakan hubungi kami. Kami bersedia mengambil tindakan yang tepat, termasuk menghapus gambar atau memberikan atribusi yang tepat, untuk memastikan kepatuhan terhadap undang-undang dan peraturan kekayaan intelektual. Tujuan kami adalah untuk mempertahankan platform yang kaya akan konten, adil, dan menghormati hak kekayaan intelektual orang lain.
Silakan hubungi kami di alamat email berikut:sales@lumispot.cnKami berkomitmen untuk mengambil tindakan segera setelah menerima pemberitahuan apa pun dan menjamin kerja sama 100% dalam menyelesaikan masalah tersebut.

Daftar isi: