Berita - Mengapa kita menggunakan kristal Nd: YAG sebagai medium penguatan pada laser DPSS?

Ikuti Media Sosial Kami untuk Mendapatkan Postingan Terbaru

Apa itu Medium Penguat Laser?

Medium penguat laser adalah material yang memperkuat cahaya melalui emisi terstimulasi. Ketika atom atau molekul medium tersebut tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi, mereka dapat memancarkan foton dengan panjang gelombang tertentu ketika kembali ke keadaan energi yang lebih rendah. Proses ini memperkuat cahaya yang melewati medium, yang merupakan hal mendasar dalam pengoperasian laser.

[Blog Terkait:Komponen utama laser]

Apa itu Medium Gain yang Biasa Digunakan?

Medium penguatan dapat divariasikan, termasukgas, cairan (pewarna), padatan(kristal atau kaca yang diberi doping ion logam tanah jarang atau logam transisi), dan semikonduktor.Laser keadaan padatSebagai contoh, laser pewarna sering menggunakan kristal seperti Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet) atau kaca yang diberi doping unsur tanah jarang. Laser pewarna menggunakan pewarna organik yang dilarutkan dalam pelarut, dan laser gas menggunakan gas atau campuran gas.

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

Perbedaan antara Nd (Neodymium), Er (Erbium), dan Yb (Ytterbium) sebagai medium penguat

terutama berkaitan dengan panjang gelombang emisinya, mekanisme transfer energi, dan aplikasinya, khususnya dalam konteks material laser yang diberi doping.

Panjang Gelombang Emisi:

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

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

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

Mekanisme Transfer Energi:

- Doping bersama Er dan Yb: Doping bersama Er dan Yb dalam medium host bermanfaat untuk meningkatkan emisi dalam rentang 1,5-1,6 µm. Yb bertindak sebagai sensitizer yang efisien untuk Er dengan menyerap cahaya pompa dan mentransfer energi ke ion Er, yang menyebabkan emisi yang diperkuat dalam pita telekomunikasi. Transfer energi ini sangat penting untuk pengoperasian penguat serat optik yang didoping Er (EDFA) (DK Vysokikh dkk., 2023).

- Nd: Nd biasanya tidak memerlukan sensitizer seperti Yb dalam sistem yang didoping Er. Efisiensi Nd berasal dari penyerapan langsung cahaya pompa dan emisi selanjutnya, menjadikannya medium penguatan laser yang sederhana dan efisien.

Aplikasi:

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

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

- NdLaser Nd:YAG sangat cocok untuk berbagai aplikasi, mulai dari pemotongan dan pengelasan industri hingga laser medis. Laser Nd:YAG sangat dihargai karena efisiensi, daya, dan fleksibilitasnya.

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

Laser DPSS adalah jenis laser yang menggunakan medium penguatan padat (seperti Nd: YAG) yang dipompa oleh dioda laser semikonduktor. Teknologi ini memungkinkan terciptanya laser yang ringkas dan efisien yang mampu menghasilkan berkas cahaya berkualitas tinggi dalam spektrum tampak hingga inframerah. Untuk artikel yang lebih detail, 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 medium penguat dalam modul laser yang dipompa semikonduktor karena beberapa alasan, seperti yang disoroti oleh berbagai penelitian:

1. Efisiensi dan Output Daya TinggiDesain dan simulasi modul laser Nd:YAG yang dipompa samping oleh dioda menunjukkan efisiensi yang signifikan, dengan laser Nd:YAG yang dipompa samping oleh dioda memberikan daya rata-rata maksimum 220 W sambil mempertahankan energi konstan per pulsa dalam rentang frekuensi yang luas. Hal ini menunjukkan efisiensi tinggi dan potensi keluaran daya tinggi dari laser Nd:YAG ketika dipompa oleh dioda (Lera et al., 2016).
2. Fleksibilitas dan Keandalan OperasionalKeramik Nd:YAG telah terbukti beroperasi secara efisien pada berbagai panjang gelombang, termasuk panjang gelombang yang aman untuk mata, dengan efisiensi optik-ke-optik yang tinggi. Hal ini menunjukkan keserbagunaan dan keandalan Nd:YAG sebagai medium penguatan dalam berbagai aplikasi laser (Zhang et al., 2013).
3. Ketahanan dan Kualitas PancaranPenelitian tentang laser Nd:YAG yang dipompa dioda dengan efisiensi tinggi menekankan umur pakainya yang panjang dan kinerja yang konsisten, menunjukkan kesesuaian Nd:YAG untuk aplikasi yang membutuhkan sumber laser yang tahan lama dan andal. Studi tersebut melaporkan pengoperasian yang diperpanjang dengan lebih dari 4,8 x 10^9 tembakan tanpa kerusakan optik, mempertahankan kualitas berkas yang sangat baik (Coyle et al., 2004).
4. Pengoperasian Gelombang Kontinu yang Sangat Efisien:Penelitian telah menunjukkan operasi gelombang kontinu (CW) yang sangat efisien dari laser Nd:YAG, yang menyoroti efektivitasnya sebagai medium penguatan dalam sistem laser yang dipompa dioda. Ini termasuk pencapaian 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 pakai yang panjang, dan kualitas berkas yang sangat baik menjadikan Nd:YAG sebagai medium penguatan pilihan dalam modul laser yang dipompa semikonduktor untuk berbagai aplikasi.

Referensi

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Laser Q-switched kompak dan aman untuk mata pada 1525 nm dengan kristal Nd:YVO4 terikat difusi ujung ganda sebagai medium Raman mandiri. 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 medium penguat laser 155 µm yang menjanjikan. Optical Materials Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Model berbasis eksperimen medium 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 efisiensi tinggi yang aman untuk mata beroperasi 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 berumur panjang 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 pencipta. 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 sesuai, untuk memastikan kepatuhan terhadap hukum 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 melalui 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: