Lasertekniken har camig in i människor' s liv från alla aspekter, men det finns många typer av lasrar, med olika våglängder och olika egenskaper, så användningsområdena är olika. Jag tror att de flesta har lite huvudvärk inför komplicerade lasertyper. Därför sammanfattar denna artikel de olika typerna av lasrar och förklarar egenskaper och praktiska tillämpningar för varje typ av laser en efter en.
Enligt olika arbetsmedier är lasrar uppdelade i fasta lasrar, gaslaser, färgämneslasrar, halvledarlasrar, fiberlasrar och fria elektronlaser. Bland dem finns det många underindelade typer av fast tillståndslaser och gaslasrar. Förutom gratis elektronlasrar är de grundläggande arbetsprinciperna för alla typer av lasrar desamma, inklusive pumpkälla, optisk resonator och förstärkningsmedium.
I lasrar med fast tillstånd används ljus vanligtvis som en pumpkälla, och kristaller eller glas som kan generera laserljus kallas laserbearbetande ämnen. Det laserbearbetande ämnet består av en matris och en aktiverande jon. Matrismaterialet tillhandahåller en lämplig existens och arbetsmiljö för den aktiverande jonen, och lasergenereringsprocessen avslutas av aktiveringsjonen. Vanligt använda aktiverande joner är huvudsakligen övergångsmetalljoner, såsom krom, diamant, nickel och sällsynta jordartsmetaller, såsom neodymjoner. En reflektor belagd med en dielektrisk film på ytan tjänar som en resonanshålighetslins, varav en är en helspegel och en är en halvspegel. När olika aktiverande joner, olika matrismaterial och olika våglängder för ljus används för excitation, kommer en rad olika våglängder av laserljus att avges. Olika typer av solid-state lasrar och deras tillämpningar.
Rubin laser
Utsignalens laservåglängd är 694. {{1}} nm, och den fotoelektriska omvandlingsfrekvensen är låg, endast 0. 1%. Emellertid är dess långa fluorescerande livslängd gynnsam för energilagring, och den kan ge hög pulseffekt med hög topp. Lasern som genereras av en rubinstav med tjockleken på en pennkärna och långa fingrar kan lätt tränga igenom järnplattan. Innan uppkomsten av effektivare YAG-lasrar användes rubinlasrar i stor utsträckning vid laserskärning och borrning. Dessutom absorberas 694 nm ljus lätt av melanin, så rubinlaser används också för behandling av pigmenterade lesioner (hudfläckar på huden).
Titansafirlaser
På grund av dess kristallegenskaper har den ett brett inställbart intervall (det vill säga ett våglängdsområde) och kan mata ut ljus med en våglängd 660 nm-1200nm efter behov. Tillsammans med mognaden för frekvensdubblingstekniken (som kan fördubbla ljusfrekvensen, det vill säga halva våglängden), kan våglängdsområdet utvidgas till 330 nm-600nm. Titan-safirlasrar används i femtosekundspektrometri, icke-linjär optikforskning, vitljusgenerering, terahertz-våggenerering, etc., och har tillämpningar inom medicinsk skönhet.
YAG
Det är förkortningen för yttrium aluminium granat. Detta ämne är för närvarande den mest utmärkta laserkristallmatrisen med omfattande egenskaper. Den kan mata ut 1064 nm-ljus efter dopad med neodym (Nd), och den maximala kontinuerliga uteffekten kan nå 1000 w. Under de första dagarna användes en inert gasblixten som pumpkälla för lasern. Flash-pumpmetoden har emellertid ett brett spektralt intervall, dåligt sammanfall med laserförstärkningsmediets absorptionsspektrum och en stor termisk belastning, vilket resulterar i en låg fotoelektrisk omvandlingshastighet. Därför kan användning av LD (laserdioder) pumpar uppnå hög effektivitet, hög effekt och lång livslängd för lasern. Nd: YAG-laser kan användas vid behandling av hemangiomas för att hämma tumörtillväxt. Emellertid är den termiska skadan av denna laser på vävnader inte selektiv. Medan koagulering av tumörblodkärl, överskott av energi kommer också att skada omgivande normala vävnader och lämnar ärr efter operationen. Därför används Nd: YAG-lasrar oftast inom kirurgi, gynekologi, ansiktsdrag och mindre inom dermatologi.
Yb: YAG, dopad med Yb (Yb) i YAG, kan mata ut 1030 nm-ljus. Yb: YAG' s pumpvåglängd är 941 nm, vilket är mycket nära utgångsvåglängden, vilket kan uppnå en pumpkvanteffektivitet på 91. 4 %, och värmen som genereras med pumpen dämpas till inom 10% (större delen av ingångsenergin omvandlas till utgång. En liten del av laserenergin blir värme, vilket innebär att omvandlingseffektiviteten är mycket hög), vilket är 25% till 30% av Nd: YAG. Yb: YAG har blivit ett av de mest märkbara solid-state lasermedierna. LD-pumpade högeffekts Yb: YAG-fastståndslasrar har blivit en ny forskningspot och betraktas som en viktig riktning för utveckling av högeffektiva, högeffektiva solid-state-lasrar.
Förutom ovanstående två typer kan YAG också blandas med erbium (Ho), erbium (Er) och liknande. Ho: YAG kan generera 2097 nm och 2091 nm lasrar som är säkra för mänskliga ögon. Den är främst lämplig för optisk kommunikation, radar och medicinska applikationer. Er: YAG matar ut 2. 9 μm ljus. Människokroppen har en hög absorptionshastighet vid denna våglängd och har stor applikationspotential för laserkirurgi och vaskulär kirurgi.
Färg laser
En laser som använder ett organiskt färgämne som lasermedium, vanligtvis en flytande lösning. Jämfört med gasformiga och fastformiga lasermedier, kan färgämneslasrar ofta användas över ett bredare intervall av våglängder. Den stora bandbredden gör dem särskilt lämpliga för inställbara och pulserade lasrar. På grund av dess korta medellivslängd och begränsade uteffekt har den emellertid i princip ersatts av en solid-state-laser med en inställbar våglängd såsom titansafir.
Semiconductor laser
Det är en laser som använder halvledarmaterial som arbetsämne. Det finns tre typer av exciteringsmetoder: elektrisk injektion, elektronstrålscitation och optisk pumpning. Liten storlek, lågt pris, hög effektivitet, lång livslängd, låg energiförbrukning, kan användas inom områdena elektronisk information, laserutskrift, laserpekare, optisk kommunikation, laser-TV, liten laserprojektor, elektronisk information, integrerad optik Det mest viktig typ av laser.
Fiberoptisk laser
Den hänvisar till lasern som använder dopade glasfiber med sällsynta jordartsmetaller som förstärkningsmedium, som har ett brett spektrum av applikationer, inklusive laserfiberkommunikation, laserutrymme fjärrkommunikation, industriell varvsindustri, biltillverkning, lasergravering, lasermarkering, laserskärning , tryckvalsar, metall Metallborrning / skärning / svetsning (hårdlödning, kylning, beklädnad och djupsvetsning), militär försvarssäkerhet, medicinsk utrustning och utrustning, storskalig infrastruktur, som pumpkälla för andra lasrar, etc.
Gratis elektronlaser
Det är en ny typ av högeffektiv koherent strålningskälla som skiljer sig från traditionella lasrar. Det kräver inte gas, vätska eller fast material som arbetsmaterial, utan konverterar direkt den kinetiska energin från högenergi-elektronstrålar till sammanhängande strålningsenergi. Därför kan arbetssubstansen i en fri elektronlaser också betraktas som en fri elektron. Den har en serie av utmärkta egenskaper som hög effekt, hög effektivitet, bred avstämning av våglängder och tidsstrukturen för ultrakorts pulser. Bortsett från det, kan ingen laser ha dessa egenskaper samtidigt. Det har mycket lovande möjligheter inom fysikforskning, laservapen, laserfusion, fotokemi och optisk kommunikation.