Was ist ein Festkörperlaser?

Ein Festkörperlaser istein Laserdiese Verwendungen ein FestkörperlaserMaterial als Arbeitssubstanz. Das Arbeitsmedium ist gleichmäßig mit einer geringen Menge aktivierter Ionen im Kristall oder Glas als Matrixmaterial dotiert. Festkörperlaser haben die Eigenschaften von geringer Größe, bequemer Gebrauch und hoher Ausgangsleistung. Der Festkörperlaser hat im Allgemeinen eine kontinuierliche Leistung von mehr als 100 Watt, und die Pulsspitzenleistung kann bis zu 10W vorhanden sein. Aufgrund der komplizierten Herstellung des Arbeitsmediums ist der Preis jedoch relativ hoch.

Arbeitssubstanz des Festkörperlasers

Die Arbeitssubstanz des Festkörperlasers besteht aus optisch transparenten Kristall oder Glas als Wirtsmaterial, das mit aktivierten Ionen oder anderen aktivierten Substanzen dotiert ist. Dieser Arbeitssubstanz sollte im Allgemeinen gute physikalische chemische Eigenschaften, enge Fluoreszenzspektrallinien, starke und breite Absorptionsbänder und hohe Fluoreszenzquanteneffizienz haben. Glas-Laser-Arbeitssubstanzen lassen sich leicht in einheitliche großformatige Materialien herstellen, die in hohen Energie- oder Hochspitzenleistungslasern verwendet werden können. Das Fluoreszenzspektrum ist jedoch breit und seine thermische Leistung ist arm, daher ist es nicht geeignet, unter hoher Durchschnittsleistung zu arbeiten. Häufige Neodym-Gläser sind Silikat-, Phosphat- und Fluorphosphat-Gläser. Kristall-Laser-Arbeitsmaterialien haben im Allgemeinen gute thermische und mechanische Eigenschaften sowie enge Fluoreszenzspektralleitungen, aber die Kristallwachstumstechnologie, um hochwertige großwertige Materialien zu erhalten, ist kompliziert. Da die 1960er Jahre mehr als 300 Kristalle von Oxiden und Fluoriden mit verschiedenen Seltenerdmetallen oder Übergangsmetallionen dotiert sind, haben die Laserschwingung erreicht.

Anreizquelle des Festkörperlasers

Festkörperlaser verwenden Licht als Anregungsquelle. Häufig verwendete Impulsanregungsquellen sind Xenon-geladene Blitzlampen; Zu den kontinuierlichen Anregungsquellen umfassen Krypton-Bogenlampen, Jod-Wolframlampen, Kalium-Rubidiumlampen usw. In kleinen Langlasern, Halbleiter-Leuchtdioden oder Sonnenlicht können als Anregungsquellen verwendet werden. Einige neue Festkörperlaser verwenden auch Laseranregung. Da nur ein Teil des Emissionsspektrums der Lichtquelle von der Arbeitssubstanz absorbiert wird und andere Verluste zugegeben werden, ist die Energieumwandlungseffizienz von Festkörperlasern nicht hoch, im Allgemeinen zwischen wenigen Tausendstaten und einigen Prozent.

Eigenschaften des Festkörperlasers

Festkörperlaser können als hochenergische und hochleistungskohärente Lichtquellen verwendet werden. Die Ausgangsenergie des Rubinimpulslasers kann den Kilojoulle-Level erreichen. Das q-geschaltete und mehrstufige verstärkte Neodym-Glas-Lasersystem hat eine maximale Impulsleistung von 10 Watt. Die Ausgangsleistung des Yttrium-Aluminium-Granat-CW-Lasers kann Hunderte von Watts erreichen, und die Multi-Level-Serienverbindung kann Kilowatt erreichen. Gleichzeitig verwenden Festkörperlaser mit Festkörper-Lasern die q-Schalttechnik (elektrooptische Modulation), um kurze Impulse in der Nanosekunde auf Hunderte von Nanosekunden zu erhalten, und die Mode-Verriegelungstechnologie kann ultrakorte Impulse in der Pikosekunde auf Hunderte von Pikosekunden erhalten. Darüber hinaus ist aufgrund der optischen Inhomogenität des Arbeitsmaterials und anderer Gründe der Ausgang des allgemeinen Festkörperlasers Multi-Mode. Wenn das Arbeitsmaterial mit einer guten optischen Einheitlichkeit ausgewählt ist und technische Maßnahmen wie sorgfältig entworfener Resonator angenommen werden, kann der grundlegende Quermodus-Laser mit dem Strahldivergenwinkel nahe der Beugungsgrenze erhalten werden, und der einzelne Längsmoduslaser kann auch erhalten werden .

Anwendungen des Festkörperlasers

Festkörperlaser haben eine breite Palette von Anwendungen in der Militär-, Verarbeitung, der medizinischen und wissenschaftlichen Forschung. Es wird üblicherweise zur Überwindung, Verfolgung, Anleitung, Bohr-, Schneid- und Schweißen, Halbleitermaterial-Glühen, elektronischen Geräten Mikromaschinen, atmosphärischer Erkennung, Spektroskopieforschung, Chirurgie und ophthalmischer Chirurgie, Plasmabediagnostik, gepulster Hologographie und Laserfusion verwendet. . Festkörperlaser werden auch als Anregungsquellen für abstimmbare Farbstofflaser verwendet. Der Entwicklungstrend von Festkörperlasern ist die Diversifizierung von Materialien und Geräten, einschließlich der Suche nach neuen Wellenlängen und neuen Arbeitsmaterialien mit abstimmbaren Arbeitswellenlängen, der Verbesserung der Laserumwandlungseffizienz, der Erhöhung der Ausgangsleistung, der Verbesserung der Strahlqualität, der Komprimierung der Impulsbreite und der Verbesserung Zuverlässigkeit und Zuverlässigkeit. Arbeitsleben erweitern usw.