Berita - Mengapa kami menggunakan kristal Nd:YAG sebagai media penguatan dalam 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. Ketika atom atau molekul media tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi, mereka dapat memancarkan foton dengan panjang gelombang tertentu ketika kembali ke tingkat energi yang lebih rendah. Proses ini memperkuat cahaya yang melewati media, yang merupakan hal mendasar bagi operasi laser.

[Blog Terkait:Komponen utama laser]

Berapa Rata-rata Keuntungan yang Biasanya Diterima?

Media penguatan dapat bervariasi, termasukgas-gas, cairan (pewarna), padatan(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 (Yttrium Aluminium Garnet yang didoping Neodymium) 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 dipancarkan 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: Iterbium 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: Material yang didoping neodymium biasanya memancarkan sekitar 1,06 µm. Nd:YAG, misalnya, terkenal akan efisiensinya dan banyak digunakan dalam laser industri maupun medis (Y. Chang dkk., 2009).

Mekanisme Transfer Energi:

Kodoping Er dan Yb: Kodoping Er dan Yb dalam media inang bermanfaat untuk meningkatkan emisi pada 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 menghasilkan emisi yang diperkuat pada pita telekomunikasi. Transfer energi ini krusial untuk pengoperasian penguat serat terdoping Er (EDFA) (DK Vysokikh dkk., 2023).

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

Aplikasi:

- Dia:Terutama digunakan dalam telekomunikasi karena emisinya pada 1,55 µm, yang bertepatan dengan jendela rugi minimum serat optik silika. Media penguatan terdoping-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.

- Tidak adaSangat 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 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 yang lebih detail, Anda dapat mempertimbangkan untuk mencari ulasan komprehensif tentang teknologi laser DPSS melalui basis data ilmiah atau penerbit terkemuka.

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

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

1.Efisiensi dan Output Daya TinggiDesain dan simulasi modul laser Nd:YAG yang dipompa sisi dioda menunjukkan efisiensi yang signifikan, dengan laser Nd:YAG yang dipompa sisi dioda menghasilkan daya rata-rata maksimum 220 W dengan tetap mempertahankan energi per pulsa yang konstan dalam rentang frekuensi yang lebar. Hal ini menunjukkan efisiensi tinggi dan potensi keluaran daya tinggi dari laser Nd:YAG ketika dipompa oleh dioda (Lera dkk., 2016).
2. Fleksibilitas dan Keandalan OperasionalKeramik 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 dkk., 2013).
3.Umur Panjang dan Kualitas BalokPenelitian tentang laser Nd:YAG yang sangat efisien dan dipompa dioda menekankan umur panjang dan kinerjanya yang konsisten, menunjukkan kesesuaian Nd:YAG untuk aplikasi yang membutuhkan sumber laser yang tahan lama dan andal. Studi ini melaporkan operasi yang diperpanjang dengan lebih dari 4,8 x 10^9 tembakan tanpa kerusakan optik, mempertahankan kualitas sinar yang sangat baik (Coyle dkk., 2004).
4. Operasi Gelombang Kontinu yang Sangat Efisien:Studi telah menunjukkan operasi gelombang kontinu (CW) laser Nd:YAG yang sangat efisien, yang menyoroti efektivitasnya sebagai media penguatan dalam sistem laser dioda-pumped. Hal ini mencakup pencapaian efisiensi konversi optik dan efisiensi kemiringan yang tinggi, yang selanjutnya membuktikan kesesuaian Nd:YAG untuk aplikasi laser efisiensi tinggi (Zhu dkk., 2013).

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

Referensi

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Laser Q-switched yang ringkas, efisien, dan aman untuk mata pada 1525 nm dengan kristal Nd:YVO4 berikatan difusi ujung ganda sebagai medium 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 medium laser gain 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 efisiensi tinggi yang aman untuk mata dan beroperasi pada 1442,8 nm. Optics Letters, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Laser Nd:YAG bertenaga dioda yang efisien, andal, dan tahan lama 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 langkah-langkah yang sesuai, termasuk menghapus gambar atau memberikan atribusi yang sesuai, untuk memastikan kepatuhan terhadap hukum dan peraturan kekayaan intelektual. Tujuan kami adalah untuk menjaga platform yang kaya konten, adil, dan menghormati hak kekayaan intelektual orang lain.
Silakan hubungi kami di alamat email berikut:sales@lumispot.cnKami berkomitmen untuk segera mengambil tindakan setelah menerima pemberitahuan apa pun dan menjamin kerja sama 100% dalam menyelesaikan masalah tersebut.

Daftar isi: