뉴스 - DPSS 레이저에서 ND : YAG Crystal을 사용하는 이유는 무엇입니까?

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레이저 게인 매체는 무엇입니까?

레이저 게인 매체는 자극 된 방출에 의해 빛을 증폭시키는 재료입니다. 배지의 원자 또는 분자가 더 높은 에너지 수준에 흥분 될 때, 더 낮은 에너지 상태로 돌아올 때 특정 파장의 광자를 방출 할 수 있습니다. 이 공정은 레이저 작동에 기본적인 매체를 통과하는 빛을 증폭시킵니다.

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일반적인 게인 매체는 무엇입니까?

게인 매체는 포함 할 수 있습니다가스, 액체 (염료), 고체(희귀 지구 또는 전이 금속 이온으로 도핑 된 결정 또는 안경) 및 반도체.솔리드 스테이트 레이저예를 들어, 종종 ND : YAG (Neodymium doped yttrium aluminum garnet) 또는 희귀 한 지구 요소로 도핑 된 안경과 같은 결정을 사용합니다. 염료 레이저는 용매에 용해 된 유기 염료를 사용하고 가스 레이저는 가스 또는 가스 혼합물을 사용합니다.

레이저로드 (왼쪽에서 오른쪽으로) : Ruby, Alexandrite, ER : YAG, ND : YAG

게인 매체로서 ND (Neodymium), ER (Erbium) 및 YB (Ytterbium)의 차이점

주로 도핑 된 레이저 재료의 맥락에서 방출 파장, 에너지 전달 메커니즘 및 응용과 관련이 있습니다.

방출 파장 :

- ER : Erbium은 일반적으로 1.55 µm에서 방출되는데, 이는 눈 안전한 영역에 있으며 광 섬유의 손실이 낮아 통신 응용 프로그램에 매우 유용합니다 (Gong et al., 2016).

-YB : Ytterbium은 종종 약 1.0 ~ 1.1 µm를 방출하여 고출력 레이저 및 앰프를 포함한 광범위한 응용 분야에 적합합니다. YB는 종종 YB에서 ER로 에너지를 전달함으로써 ER- 도핑 된 장치의 효율을 향상시키기위한 ER의 민감성으로 사용됩니다.

-ND : Neodymium 도핑 된 재료는 일반적으로 약 1.06 µm를 방출합니다. ND : YAG는 예를 들어 효율성으로 유명하며 산업 및 의료 레이저에서 널리 사용됩니다 (Y. Chang et al., 2009).

에너지 전달 메커니즘 :

-ER 및 YB CO-DOPING : 호스트 매체에서 ER 및 YB의 협동은 1.5-1.6 µm 범위의 방출을 향상시키는 데 유리합니다. YB는 펌프 광을 흡수하고 ER 이온으로 에너지를 전달함으로써 ER에 대한 효율적인 감도로서 작용하여 통신 대역에서 방출 된 방출을 초래한다. 이 에너지 전달은 ER- 도핑 된 섬유 증폭기 (EDFA)의 작동에 중요하다 (DK Vysokikh et al., 2023).

-ND : ND는 일반적으로 ER 도핑 시스템에서 YB와 같은 감성기가 필요하지 않습니다. ND의 효율성은 펌프 광의 직접 흡수와 후속 방출로부터 파생되므로 간단하고 효율적인 레이저 게인 매체가됩니다.

응용 프로그램 :

- 어 :1.55 µm의 방출로 인한 통신에 주로 사용되며, 이는 실리카 광 섬유의 최소 손실 창과 일치합니다. ER- 도핑 게인 매체는 장거리 광섬유 통신 시스템에서 광학 증폭기 및 레이저에 중요합니다.

-YB :효율적인 다이오드 펌핑 및 고출력 출력을 허용하는 비교적 간단한 전자 구조로 인해 고출력 응용 분야에서 자주 사용됩니다. YB 도핑 된 재료는 또한 ER 도핑 시스템의 성능을 향상시키는 데 사용됩니다.

- nd: 산업 절단 및 용접에서 의료 레이저에 이르기까지 광범위한 응용 분야에 적합합니다. ND : YAG 레이저는 특히 효율성, 전력 및 다양성으로 평가됩니다.

DPSS 레이저의 게인 매체로 ND : YAG를 선택한 이유

DPSS 레이저는 반도체 레이저 다이오드로 펌핑 된 고체 이득 매체 (ND : YAG)를 사용하는 레이저 유형입니다. 이 기술을 사용하면 가시적 이외선 스펙트럼에서 고품질 빔을 생산할 수있는 소형적이고 효율적인 레이저를 허용합니다. 자세한 기사의 경우 DPSS 레이저 기술에 대한 포괄적 인 검토를 위해 평판이 좋은 과학 데이터베이스 또는 게시자를 통해 검색하는 것을 고려할 수 있습니다.

[관련 제품 :다이오드 펌핑 솔리드 스테이트 레이저]

ND : YAG는 다양한 연구에 의해 강조된 것처럼 여러 가지 이유로 반도체 펌핑 레이저 모듈에서 게인 매체로 사용됩니다.

1. 높은 효율성 및 전력 출력: 다이오드 측면 펌핑 ND : YAG 레이저 모듈의 설계 및 시뮬레이션은 다이오드 측면 펌핑 ND : YAG 레이저가 넓은 주파수 범위에서 펄스 당 일정한 에너지를 유지하면서 최대 평균 전력을 제공하는 다이오드 측면 펌핑 ND : YAG 레이저를 통해 상당한 효율을 나타 냈습니다. 이는 Diodes에 의해 펌핑 될 때 ND : YAG 레이저의 고효율 및 잠재력을 나타냅니다 (Lera et al., 2016).
2. 수술 적 유연성 및 신뢰성: ND : YAG 도자기는 광학 대 광학 효율이 높은 눈 안전 파장을 포함한 다양한 파장에서 효율적으로 작동하는 것으로 나타났습니다. 이것은 다른 레이저 응용 분야에서 이득 매체로서 ND : YAG의 다양성과 신뢰성을 보여줍니다 (Zhang et al., 2013).
3. 노지 및 빔 품질: 고효율 다이오드 펌핑, ND : YAG Laser에 대한 연구는 장수와 일관된 성능을 강조했으며, 이는 내구성 있고 신뢰할 수있는 레이저 소스가 필요한 응용 분야에 ND : YAG의 적합성을 나타냅니다. 이 연구는 광학 손상없이 4.8 x 10^9 샷으로 확장 된 작동을보고하여 우수한 빔 품질을 유지했다 (Coyle et al., 2004).
4. 매우 효율적인 연속파 작동 :연구에 따르면 ND : YAG 레이저의 고효율 연속파 (CW) 작동을 보여 주었으며, 다이오드-펌핑 레이저 시스템의 게인 매체로서의 효과를 강조합니다. 여기에는 고효율 레이저 응용에 대한 ND : YAG의 적합성을 증명하는 높은 광학 변환 효율 및 기울기 효율성을 달성하는 것이 포함됩니다 (Zhu et al., 2013).

고효율, 출력 출력, 운영 유연성, 신뢰성, 장수 및 우수한 빔 품질의 조합으로 ND : YAG는 광범위한 애플리케이션을 위해 반도체-펌핑 레이저 모듈에서 선호되는 게인 매체가됩니다.

참조

Chang, Y., Su, K., Chang, H., & Chen, Y. (2009). 이중 엔드 확산 결합 ND : YVO4 크리스탈로 자기 라맨 매체로서 1525 nm에서 소형 효율적인 Q- 스위치 아이 안전 레이저. Optics Express, 17 (6), 4330-4335.

Gong, G., Chen, Y., Lin, Y., Huang, J., Gong, X., Luo, Z., & Huang, Y. (2016). ER의 성장 및 분광 특성 유망한 155 µm 레이저 게인 매체로서의 kgd (PO3) _4 결정. 광학 재료 Express, 6, 3518-3526.

Vysokikh, DK, Bazakutsa, A., Dorofeenko, Av, & Butov, O. (2023). 섬유 증폭기 및 레이저에 대한 ER/YB 게인 매체의 실험 기반 모델. 미국 광학 학회지 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). 이득 프로파일의 시뮬레이션 및 다이오드 측면 펌핑 QCW ND : YAG 레이저의 성능. 응용 광학, 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). 고효율 ND : 1442.8 nm에서 작동하는 YAG 세라믹 시선 안전 레이저. Optics Letters, 38 (16), 3075-3077.

Coyle, DB, Kay, R., Stysley, P., & Poulios, D. (2004). 효율적이고 신뢰할 수있는 장거리, 다이오드-펌핑 ND : 공간 기반 식생 지형도를위한 YAG 레이저. 응용 광학, 43 (27), 5236-5242.

Zhu, Hy, Xu, CW, Zhang, J., Tang, D., Luo, D., & Duan, Y. (2013). 고효율 연속파 ND : 946 nm의 YAG 세라믹 레이저. 레이저 물리학 편지, 10.

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