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

Berlangganan ke Media Sosial Kami Untuk Postingan Segera

Apa itu Media Penguatan Laser?

Media penguatan laser adalah bahan yang memperkuat cahaya melalui emisi terstimulasi. Ketika atom atau molekul medium 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 dasar pengoperasian laser.

[Blog Terkait:Komponen utama laser]

Berapa Media Keuntungan Biasa?

Media penguatannya bisa bermacam-macam, termasukgas, cairan (pewarna), padatan(kristal atau gelas yang diolah dengan ion logam tanah jarang atau logam transisi), dan semikonduktor.Laser keadaan padat, misalnya, sering menggunakan kristal seperti Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet) atau kaca yang diolah dengan 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): Ruby, Alexandrite, Er:YAG, Nd:YAG

Perbedaan 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 yang diolah.

Panjang Gelombang Emisi:

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

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

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

Mekanisme Transfer Energi:

- Co-doping Er dan Yb: Co-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 menyebabkan peningkatan emisi pada pita telekomunikasi. Transfer energi ini sangat penting untuk pengoperasian penguat serat Er-doped (EDFA) (DK Vysokikh et al., 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 media penguatan laser yang mudah dan efisien.

Aplikasi:

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

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

- Tidak: Sangat cocok untuk berbagai aplikasi, mulai dari pemotongan dan pengelasan industri hingga laser medis. Laser Nd:YAG sangat dihargai karena efisiensi, kekuatan, 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 kompak dan efisien yang mampu menghasilkan sinar berkualitas tinggi dalam spektrum tampak hingga inframerah. Untuk artikel mendetail, Anda dapat mempertimbangkan untuk menelusuri database atau penerbit ilmiah terkemuka untuk mendapatkan 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 disoroti oleh berbagai penelitian:

1. Efisiensi Tinggi dan Output Daya: Desain dan simulasi modul laser Nd:YAG yang dipompa samping dioda menunjukkan efisiensi yang signifikan, dengan laser Nd:YAG yang dipompa samping 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 Operasional: Keramik 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 media penguatan 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 umur panjang dan kinerja yang konsisten, yang menunjukkan kesesuaian Nd:YAG untuk aplikasi yang membutuhkan sumber laser yang tahan lama dan andal. Studi ini melaporkan pengoperasian yang diperpanjang dengan lebih dari 4,8 x 10^9 bidikan tanpa kerusakan optik, menjaga kualitas sinar yang sangat baik (Coyle dkk., 2004).
4. Operasi Gelombang Berkelanjutan yang Sangat Efisien:Penelitian telah menunjukkan pengoperasian gelombang kontinu (CW) yang sangat efisien pada laser Nd:YAG, menyoroti efektivitasnya sebagai media penguatan dalam sistem laser yang dipompa dioda. Hal 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, output daya, fleksibilitas operasional, keandalan, umur panjang, dan kualitas sinar yang sangat baik menjadikan Nd:YAG media penguatan pilihan dalam modul laser yang dipompa semikonduktor untuk berbagai aplikasi.

Referensi

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). Laser Q-switched eye-safe yang ringkas dan efisien pada 1525 nm dengan kristal Nd:YVO4 terikat difusi ujung ganda sebagai media Self-Raman. Optik Ekspres, 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. Bahan Optik Ekspres, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, AV, & Butov, O. (2023). Model media penguatan Er/Yb berbasis eksperimen untuk amplifier 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 aman untuk mata keramik Nd:YAG efisiensi tinggi yang beroperasi pada 1442,8 nm. Surat Optik, 38(16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). Laser Nd:YAG yang dipompa dioda dan tahan lama, efisien, andal, untuk altimetri topografi vegetasi berbasis ruang angkasa. Optik Terapan, 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. Surat Fisika Laser, 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 apa pun yang digunakan melanggar hak cipta Anda, silakan hubungi kami. Kami sangat bersedia untuk mengambil tindakan yang tepat, termasuk menghapus gambar atau memberikan atribusi yang sesuai, untuk memastikan kepatuhan terhadap undang-undang dan peraturan kekayaan intelektual. Tujuan kami adalah mempertahankan platform yang kaya konten, adil, dan menghormati hak kekayaan intelektual pihak lain.
Silakan hubungi kami di alamat email berikut:sales@lumispot.cn. Kami berkomitmen untuk mengambil tindakan segera setelah menerima pemberitahuan apa pun dan menjamin kerja sama 100% dalam menyelesaikan masalah tersebut.

Daftar isi: