Laserteknologi har ca.ameg inn i mennesker' s liv fra alle aspekter, men det er mange typer lasere, med forskjellige bølgelengder og forskjellige egenskaper, så anvendelsesfeltene er forskjellige. Jeg tror at de fleste har litt hodepine i møte med kompliserte lasertyper. Derfor oppsummerer denne artikkelen de forskjellige typer lasere og forklarer kjennetegn og praktiske anvendelser av hver type laser én etter én.
I henhold til forskjellige arbeidsmedier er lasere delt inn i solide lasere, gasslasere, fargelasere, halvlederlasere, fiberlasere og gratis elektronlasere. Blant dem er det mange underinndelte typer faststofflasere og gasslasere. Med unntak av gratis elektronlasere er de grunnleggende arbeidsprinsippene for alle slags lasere de samme, inkludert pumpekilden, optisk resonator og forsterkningsmedium.
I faststofflasere brukes lys vanligvis som pumpekilde, og krystaller eller glass som er i stand til å generere laserlys kalles laserarbeidsstoffer. Det laserarbeidsstoffet er sammensatt av en matrise og et aktiverende ion. Matrismaterialet gir en passende eksistens og arbeidsmiljø for aktiveringsionet, og lasergenereringsprosessen fullføres av aktiveringsionet. Vanlige brukte aktiveringsioner er hovedsakelig overgangsmetallioner, for eksempel krom-, diamant-, nikkel- og sjeldne jordarter, så som neodymioner. En reflektor belagt med en dielektrisk film på overflaten fungerer som en resonans hulromlins, hvorav den ene er et fullspeil og den ene er et halvspeil. Når forskjellige aktiveringsioner, forskjellige matriksmaterialer og forskjellige bølgelengder av lys brukes til eksitasjon, vil det bli sendt ut en rekke forskjellige bølgelengder med laserlys. Ulike typer solid state-lasere og deres anvendelser.
Rubin laser
Utgangslasers bølgelengde er 694. {{1}} nm, og den fotoelektriske konverteringsfrekvensen er lav, bare 0. 1%. Imidlertid er dens lange fluorescenslevetid gunstig for energilagring, og den kan gi høy pulseffekt. Laseren som genereres av en rubinstang med tykkelsen på en pennekjerne og lange fingre, kan lett trenge gjennom jernplaten. Før fremveksten av mer effektive YAG-lasere, ble rubinelasere mye brukt i laserskjæring og -boring. I tillegg absorberes 694 nm lys lett av melanin, slik at rubinelaseren også brukes til behandling av pigmenterte lesjoner (hudflekker på huden).
Titanium safirlaser
På grunn av krystallegenskapene har den et bredt avstemningsbart område (det vil si et bølgelengdeområde), og kan gi lys med en bølgelengde på 660 nm-1200nm etter behov. Kombinert med løpetiden til frekvensdobbelteknologi (som kan doble lysfrekvensen, det vil si halvere bølgelengden), kan bølgelengdeområdet utvides til 330 nm-600nm. Titanium safirlasere brukes i femtosekundspektrometri, ikke-lineær optikkforskning, generering av hvitt lys, generering av terahertz-bølger, etc., og har anvendelser innen medisinsk skjønnhet.
YAG
Det er forkortelsen av yttrium aluminium granat. Dette stoffet er for tiden den mest utmerkede laserkrystallmatrisen med omfattende egenskaper. Den kan gi 1064 nm lys etter doping med neodym (Nd), og den maksimale kontinuerlige utgangseffekten kan nå 1000 w. De første dagene ble en inert gassblitz brukt som pumpekilde til laseren. Flash-pumpemetoden har imidlertid et bredt spektralområde, dårlig sammenfall med absorpsjonsspekteret til laserforsterkningsmediet og en stor termisk belastning, noe som resulterer i en lav fotoelektrisk konverteringsfrekvens. Derfor kan bruk av LD (laserdiode) pumper oppnå høy effektivitet, høy effekt og lang levetid på laseren. Nd: YAG-laser kan brukes i behandling av hemangiomer for å hemme tumorvekst. Imidlertid er den termiske skaden på denne laseren på vev ikke-selektiv. Mens du koagulerer tumorblodkar, vil overflødig energi også skade det normale vevet og etterlate arr etter operasjonen. Derfor brukes Nd: YAG-lasere mest i kirurgi, gynekologi, ansiktsfunksjoner og mindre i dermatologi.
Yb: YAG, dopet med Yb (Yb) i YAG, kan gi 1030 nm lys. Yb: YAG' s pumpebølgelengde er 941 nm, som er veldig nær utgangsbølgelengden, noe som kan oppnå en pumpe kvanteffektivitet på 91. 4 %, og varmen som genereres med pumpen undertrykkes til innen 10% (mesteparten av inngangsenergien blir konvertert til utgang. En liten del av laserenergien blir varme, noe som betyr at konverteringseffektiviteten er veldig høy), som er 25% til 30% av Nd: YAG. Yb: YAG har blitt et av de mest merkbare faststofflasermediene. LD-pumpede høyeffekt Yb: YAG solid-state lasere har blitt en ny forskningshotspot og blir sett på som en viktig retning for utvikling av høyeffektive solid effekt-lasere med høy effekt.
I tillegg til de to ovennevnte typene, kan YAG også blandes med erbium (Ho), erbium (Er) og lignende. Ho: YAG kan generere 2097 nm og 2091 nm lasere som er trygge for menneskers øyne. Den er hovedsakelig egnet for optisk kommunikasjon, radar og medisinske applikasjoner. Er: YAG gir 2. 9 um lys. Menneskekroppen har en høy absorpsjonshastighet på denne bølgelengden, og har et stort brukspotensial for laseroperasjoner og vaskulær kirurgi.
Fargelaser
En laser som bruker et organisk fargestoff som lasermedium, vanligvis en flytende løsning. Sammenlignet med gassformige og faststofflasermedier, kan fargelasere ofte brukes over et større bølgelengdeområde. Den brede båndbredden gjør dem spesielt egnet for avstemmelige og pulserte lasere. På grunn av sin korte middels levetid og begrensede utgangseffekt, har den imidlertid i utgangspunktet blitt erstattet av en solid-state-laser med en avstembar bølgelengde som titanium safir.
Semiconductor laser
Det er en laser som bruker halvledermateriale som arbeidsstoff. Det er tre typer eksitasjonsmetoder: elektrisk injeksjon, elektronstråleeksitasjon og optisk pumping. Liten størrelse, lav pris, høy effektivitet, lang levetid, lavt strømforbruk, kan brukes innen elektronisk informasjon, laserutskrift, laserpeker, optisk kommunikasjon, laser-tv, liten laserprojektor, elektronisk informasjon, integrert optikk viktig type laser.
Fiberoptisk laser
Den refererer til laseren som bruker sjeldne jordbaserte, dopede glassfiber som forsterkningsmedium, som har et bredt spekter av applikasjoner, inkludert laserfiberkommunikasjon, laserplass-fjernkommunikasjon, industrielt skipsbygging, bilproduksjon, lasergravering, lasermarkering, laserskjæring , trykkruller, metall Metallboring / skjæring / sveising (lodding, slukking, kledning og dypsveising), militærforsvarssikkerhet, medisinsk utstyr og utstyr, storskala infrastruktur, som pumpekilde for andre lasere, etc.
Gratis elektronlaser
Det er en ny type koherent strålingskilde med høy effekt som er forskjellig fra tradisjonelle lasere. Det krever ikke gass, væske eller fast stoff som arbeidsmateriale, men konverterer direkte den kinetiske energien fra høyeenergi-elektronstråler til sammenhengende strålingsenergi. Derfor kan arbeidsstoffet til en gratis elektronlaser også betraktes som et fritt elektron. Den har en rekke utmerkede egenskaper som høy effekt, høy effektivitet, bredt avstemning av bølgelengder og tidsstrukturen til ultra-korte pulser. Bortsett fra det, kan ingen laser ha disse egenskapene på samme tid. Det har veldig lovende utsikter innen fysikkforskning, laservåpen, laserfusjon, fotokjemi og optisk kommunikasjon.