خصوصیات مختلف و کاربردهای مختلف انواع لیزر

فناوری لیزر دارای c استaزندگی من از همه جنبه های&# 39 ؛ اما انواع بسیاری از لیزرها با طول موج های مختلف و ویژگی های مختلف وجود دارد ، بنابراین زمینه های کاربرد متفاوت هستند. من معتقدم که بیشتر مردم در مواجهه با انواع پیچیده لیزر ، سردرد کمی دارند. بنابراین ، این مقاله به طور خلاصه انواع مختلف لیزر را توضیح می دهد و خصوصیات و کاربردهای عملی هر نوع لیزر را یک به یک توضیح می دهد.

براساس رسانه های مختلف کار ، لیزرها به لیزرهای جامد ، لیزرهای گازی ، لیزرهای رنگی ، لیزرهای نیمه هادی ، لیزرهای فیبر و لیزرهای الکترونیکی آزاد تقسیم می شوند. در میان آنها ، انواع مختلفی از لیزرهای حالت جامد و لیزرهای تقسیم شده وجود دارد. به جز لیزرهای الکترونیکی رایگان ، اصول اولیه کار در انواع لیزرها یکسان است ، از جمله منبع پمپ ، تشدید کننده نوری و افزایش متوسط.

در لیزرهای حالت جامد ، معمولاً از نور به عنوان منبع پمپ استفاده می شود و کریستال ها یا شیشه هایی که قادر به تولید نور لیزر هستند ، مواد کار لیزری نامیده می شوند. ماده کار لیزر از یک ماتریس و یونی فعال کننده تشکیل شده است. ماده ماتریس وجود و محیط کار مناسبی را برای یون فعال کننده فراهم می کند و فرآیند تولید لیزر توسط یون فعال کننده تکمیل می شود. یونهای فعال کننده متداول عمدتاً یونهای فلزی در حال گذار مانند کروم ، الماس ، نیکل و یونهای فلزی خاکی کمیاب مانند یونهای نئودیمیوم هستند. بازتابنده ای که با یک فیلم دی الکتریک روی سطح پوشیده شده است به عنوان یک لنز حفره رزونانس عمل می کند که یکی از آنها آینه ای کامل و دیگری نیمه آینه است. هنگامی که یون های فعال کننده مختلف ، مواد ماتریسی مختلف و طول موج های مختلف نور برای تحریک مورد استفاده قرار می گیرند ، انواع مختلفی از طول موج های مختلف نور لیزر منتشر می شود. انواع مختلفی از لیزرهای حالت جامد و کاربردهای آنها.

لیزر روبی

طول موج لیزر خروجی {0} {{{{} 3}}}} nm است ، و نرخ تبدیل فوتوالکتریک پایین است ، تنها 0 {3}}. با این حال ، عمر طولانی آن با فلورسانس منجر به ذخیره انرژی می شود و می تواند قدرت پالس اوج بالا را تولید کند. لیزر تولید شده توسط میله یاقوت با ضخامت هسته قلم و انگشتان بلند می تواند به راحتی در ورق آهن نفوذ کند. قبل از ظهور لیزرهای YAG کارآمدتر ، لیزرهای یاقوت به طور گسترده ای در برش و حفاری لیزر استفاده می شدند. علاوه بر این ، {{0} نانومتر از نور به راحتی توسط ملانین جذب می شود ، بنابراین از لیزر یاقوت نیز برای درمان ضایعات رنگی (لکه های پوستی روی پوست) استفاده می شود.

لیزر یاقوت کبود تیتانیوم

به دلیل خاصیت کریستالی ، دارای طیف گسترده ای برای تنظیم (یعنی دامنه طول موج) است و می تواند با توجه به نیاز ، نور را با طول موج {0}} nm-1200nm تولید کند. همراه با بلوغ فن آوری دو برابر شدن فرکانس (که می تواند فرکانس نور را دو برابر کند ، یعنی نصف طول موج را کاهش می دهد) ، طول موج می تواند تا 2}} nm-600nm افزایش یابد. لیزرهای یاقوت کبود تیتانیوم در طیف سنجی femtosecond ، تحقیقات نوری غیر خطی ، تولید نور سفید ، تولید امواج terahertz و غیره استفاده می شود و کاربردهایی در زیبایی پزشکی دارد.

YAG

این مخفف گارنت آلومینیومی ایتریم است. این ماده در حال حاضر عالی ترین ماتریس کریستال لیزری با ویژگی های جامع است. این می تواند از {{0} nnmm نور پس از دوپینگ با نئودیمیم (Nd) خارج شود و حداکثر توان خروجی پیوسته می تواند به 1}}} w برسد. در روزهای اولیه از فلاش گاز بی اثر به عنوان منبع پمپ لیزر استفاده می شد. با این حال ، روش پمپ فلش از طیف وسیعی ، همزن ضعیف با طیف جذب محیط افزایش لیزر و یک بار حرارتی بزرگ برخوردار است که منجر به نرخ تبدیل فوتوالکتریک پایین می شود. بنابراین ، با استفاده از پمپ های LD (دیود لیزر) می توان به راندمان بالا ، قدرت بالا و ماندگاری بالای لیزر دست یافت. از لیزر Nd: YAG می توان در درمان همانژیوم برای مهار رشد تومور استفاده کرد. با این حال ، آسیب حرارتی این لیزر به بافت ها انتخابی نیست. در ضمن انعقاد رگ های خونی تومور ، انرژی اضافی به بافت های طبیعی اطراف نیز آسیب می زند و جای زخم ها را بعد از عمل جبران می کند. بنابراین ، لیزر Nd: YAG بیشتر در جراحی ، زنان و زایمان ، ویژگی های صورت و در پوست نیز کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.

Yb: YAG ، با Yb (Yb) در YAG ، می تواند از نور {}} nm نور خارج شود. Yb: YAG&# 39؛ s طول موج پمپ 941 nm است ، که بسیار نزدیک به طول موج خروجی است ، که می تواند به راندمان کوانتومی پمپ از 3 3 {achieve برسد. 4} ٪ ، و گرمای حاصل از پمپ در 5} 5} press سرکوب می شود (بیشتر انرژی ورودی به خروجی تبدیل می شود. بخش کوچکی از انرژی لیزر تبدیل به گرما می شود ، به این معنی که بازده تبدیل بسیار زیاد است) ، که از Nd {6}} to تا 7 {}} of از Nd: YAG است. Yb: YAG به یکی از قابل توجه ترین رسانه های لیزر حالت جامد تبدیل شده است. پر فشار LD با قدرت بالا Yb: لیزرهای حالت جامد YAG به یک کانون تحقیقاتی جدید تبدیل شده و به عنوان یک جهت اصلی برای توسعه لیزرهای حالت جامد با راندمان بالا و قدرت بالا در نظر گرفته می شوند.

علاوه بر دو نوع فوق ، YAG می تواند با اربیوم (هو) ، اربیم (Er) و موارد مشابه نیز مخلوط شود. هو: YAG می تواند لیزرهای m} 0}} nm و 1}} nm تولید کند که برای چشم انسان بی خطر است. بیشتر برای ارتباطات نوری ، رادار و کاربردهای پزشکی مناسب است. Er: خروجی YAG 2. 9 میکرومتر نور. بدن انسان در این طول موج از میزان جذب بالایی برخوردار است و از پتانسیل کاربرد بسیار خوبی برای جراحی لیزر و جراحی عروق برخوردار است.

لیزر رنگ

لیزری که از یک رنگ ارگانیک به عنوان محیط لیزر استفاده می کند ، معمولاً یک محلول مایع است. در مقایسه با رسانه های لیزر گازی و حالت جامد ، لیزرهای رنگی اغلب می توانند در طیف وسیع تری از طول موج مورد استفاده قرار گیرند. پهنای باند گسترده آنها را به خصوص برای لیزرهای قابل تنظیم و پالس مناسب می کند. اما ، به دلیل عمر متوسط ​​کوتاه و قدرت خروجی محدود ، اساساً توسط یک لیزر حالت جامد با طول موج قابل تنظیم مانند یاقوت کبود تیتانیوم جایگزین شده است.

Sلیزر emiconductor

این لیزر با استفاده از مواد نیمه هادی به عنوان ماده در حال کار است. سه نوع روش تحریک وجود دارد: تزریق برقی ، تحریک پرتو الکترونی و پمپاژ نوری. اندازه کوچک ، قیمت پایین ، راندمان بالا ، عمر طولانی ، مصرف کم انرژی ، می تواند در زمینه های اطلاعات الکترونیکی ، چاپ لیزر ، نشانگر لیزری ، ارتباط نوری ، تلویزیون لیزر ، پروژکتور لیزری کوچک ، اطلاعات الکترونیکی ، اپتیکال یکپارچه استفاده شود نوع مهم لیزر.

لیزر فیبر نوری

این لیزر را با استفاده از الیاف شیشه ای نادر از عناصر خاکی کمیاب به عنوان محیط افزایش استفاده می کند که دارای کاربردهای گسترده ای از جمله ارتباط فیبر لیزری ، ارتباط از راه دور فضا با لیزر ، کشتی سازی صنعتی ، ساخت خودرو ، حکاکی لیزری ، مارک لیزری ، برش لیزر است. ، رول های چاپی ، حفاری فلزی / برش / جوش فلزی (برزینگ ، رفع فشار ، جوشکاری و جوشکاری عمیق) ، امنیت دفاعی ارتش ، تجهیزات و تجهیزات پزشکی ، زیرساخت های بزرگ ، به عنوان منبع پمپ برای لیزرهای دیگر و غیره.

لیزر الکترونی رایگان

این یک نوع جدید از منبع تابش منسجم با قدرت بالا است که با لیزرهای سنتی متفاوت است. این ماده به عنوان ماده کاری به گاز ، مایع یا جامد احتیاج ندارد ، اما مستقیماً انرژی جنبشی پرتوهای الکترونی با انرژی بالا را به انرژی تابشی منسجم تبدیل می کند. بنابراین ، ماده ی کار لیزر الکترونی آزاد نیز می تواند به عنوان یک الکترون آزاد در نظر گرفته شود. این مجموعه دارای یک سری خصوصیات عالی مانند قدرت بالا ، راندمان بالا ، تنظیم طیف گسترده ای از طول موج ها و ساختار زمانی پالس های بسیار کوتاه است. جدا از آن ، هیچ لیزری نمی تواند همزمان این ویژگی ها را داشته باشد. این چشم انداز بسیار امیدوار کننده در تحقیقات فیزیک ، سلاح های لیزری ، لیزر فیوژن ، فتوشیمی و ارتباطات نوری دارد.