Лазерна технологія має caмене в люди' життя з усіх аспектів, але існує багато типів лазерів, з різною довжиною хвилі та різними характеристиками, тому сфери застосування різні. Я вважаю, що у більшості людей виникає невеликий головний біль в умовах складних лазерних типів. Отже, у цій статті узагальнено різні типи лазерів та пояснено характеристики та практичне застосування кожного типу лазера по одному.
За різними робочими середовищами, лазери поділяються на тверді лазери, газові лазери, барвники, напівпровідникові лазери, волокна з лазером та лазери з вільними електронами. Серед них є багато підрозділених типів твердотільних лазерних і газових лазерів. За винятком лазерних електронних лазерів, основні принципи роботи всіх видів лазерів однакові, включаючи джерело насоса, оптичний резонатор та середовище посилення.
У твердотільних лазерах світло зазвичай використовується як джерело насоса, а кристали або окуляри, здатні генерувати лазерне світло, називаються лазерними робочими речовинами. Лазерна робоча речовина складається з матриці та активуючого іона. Матричний матеріал забезпечує належне існування та робоче середовище для активуючого іона, а процес генерації лазера завершується активуючим іоном. Зазвичай активовані активуючі іони - це в основному іони перехідного металу, такі як хром, алмаз, нікель та рідкісноземельні метали, такі як іони неодиму. Рефлектор, покритий діелектричною плівкою на поверхні, служить резонансною порожниною лінзи, одна з яких - повнорозмірне дзеркало, а друга - напівдзеркало. Коли для збудження використовуються різні активуючі іони, різні матеріали матриці та різна довжина хвилі світла, випромінюватимуться різні довжини хвилі лазерного світла. Різні типи твердотільних лазерів та їх застосування.
Рубіновий лазер
Вихідна довжина хвилі лазера - 694. {{{1}} нм, а коефіцієнт перетворення фотоелектриків низький, лише 0. 1%. Однак довгий термін служби флуоресценції сприяє накопиченню енергії, і він може виводити високу пікову потужність імпульсу. Лазер, сформований рубіновим стрижнем з товщиною серцевини пера та довгими пальцями, може легко проникати через залізний лист. До появи більш ефективних лазерів YAG, рубінові лазери широко використовувались у лазерному різанні та свердлінні. Крім того, 694 нм світло легко поглинається меланіном, тому рубіновий лазер також використовується для лікування пігментних уражень (шкірних плям на шкірі).
Титановий сапфіровий лазер
Завдяки своїм кристалічним властивостям, він має широкий регульований діапазон (тобто діапазон довжин хвиль) і може випускати світло з довжиною хвилі 660 нм-1200 нм відповідно до потреб. У поєднанні зі зрілістю технології подвоєння частоти (яка може подвоїти частоту світла, тобто зменшити вдвічі довжину хвилі), діапазон довжин хвиль може бути розширений до 330 нм-600 нм. Титанові сапфірові лазери використовуються у фемтосекундній спектрометрії, нелінійних дослідженнях оптики, генеруванні білого світла, генерації терагерцових хвиль тощо та мають застосування в медичній красі.
ЯГ
Це абревіатура гранату ітрієвого алюмінію. На даний момент ця речовина є найбільш чудовою лазерною кристалічною матрицею з комплексними характеристиками. Він може видавати світло 1064 нм після легованого неодимом (Nd), а максимальна безперервна вихідна потужність може досягати 1000 w. У перші дні в якості джерела насосу лазера використовувався спалах інертного газу. Однак метод флеш-насоса має широкий спектральний діапазон, поганий збіг із спектром поглинання середовища посилення лазера та велике теплове навантаження, що призводить до низької швидкості фотоелектричного перетворення. Тому за допомогою насосів LD (лазерного діода) можна досягти високої ефективності, великої потужності та тривалого терміну служби лазера. Nd: YAG-лазер може бути використаний при лікуванні гемангіоми для пригнічення росту пухлини. Однак термічне пошкодження цього лазера тканинами неселективне. Під час згортання пухлинних судин надлишок енергії також зашкодить оточуючі нормальні тканини, залишаючи рубці після операції. Тому лазери Nd: YAG в основному застосовуються в хірургії, гінекології, рисах обличчя та рідше в дерматології.
Yb: YAG, легований Yb (Yb) в YAG, може виводити світло 1030 нм. Yb: YAG' s довжина хвилі насоса дорівнює 941 нм, що дуже близька до вихідної довжини хвилі, завдяки чому можна досягти квантової ефективності насоса 91. 4 %, а тепло, що генерується за допомогою насоса, пригнічується до 10% (більша частина вхідної енергії перетворюється у вихідну. Невелика частина енергії лазера стає теплою, а це означає, що ефективність перетворення дуже висока), що становить 25% до 30% Nd: YAG. Yb: YAG став одним із найбільш помітних твердотільних лазерних носіїв. Високопотужні лазери Yb: YAG: твердотільні лазери YAG стали новою дослідницькою точкою і розглядаються як головний напрямок розвитку високоефективних твердотільних лазерів високої потужності.
Крім перерахованих вище двох типів, YAG також можна змішувати з ербієм (Ho), ербієм (Er) тощо. Хо: YAG може генерувати 2097 нм та 2091 нм лазери, безпечні для людських очей. Він переважно підходить для оптичного зв’язку, радіолокаційних та медичних застосувань. Er: вихід YAG 2. 9 мкм. Організм людини має високу швидкість поглинання на цій довжині хвилі і має великий потенціал застосування для лазерної хірургії та судинної хірургії.
Барвний лазер
Лазер, який використовує органічний барвник як лазерне середовище, як правило, рідкий розчин. Порівняно з газоподібними та твердотільними лазерними середовищами, фарбувальні лазери часто можна використовувати для більш широкого діапазону довжин хвиль. Широка смуга пропускання робить їх особливо придатними для налаштування та імпульсних лазерів. Однак через короткий середній термін експлуатації та обмежену вихідну потужність його в основному замінено твердотільним лазером з регульованою довжиною хвилі, наприклад титановим сапфіром.
Sемікондукторний лазер
Це лазер, що використовує напівпровідниковий матеріал як робочу речовину. Існує три типи методів збудження: електричне впорскування, збудження електронного пучка та оптичне відкачування. Невеликий розмір, низька ціна, висока ефективність, тривалий термін служби, низьке енергоспоживання, можуть використовуватися в сферах електронної інформації, лазерної друку, лазерного вказівника, оптичного зв’язку, лазерного телебачення, малого лазерного проектора, електронної інформації, інтегрованої оптики Найбільше важливий тип лазера.
Волоконно-оптичний лазер
Він відноситься до лазера, використовуючи скловолокно, що лежить рідкоземельним елементом, як середовище посилення, яке має широкий спектр застосувань, включаючи зв'язок з лазерним волокном, віддалений зв’язок з лазерним простором, промислове суднобудування, автомобілебудування, лазерне гравірування, лазерне маркування, лазерне різання , друкарські рулони, буріння / різання / зварювання металу (паяння, гасіння, обшивка та глибоке зварювання), захист військової оборони, медичне обладнання та обладнання, масштабна інфраструктура, як джерело насоса для інших лазерів тощо.
Безкоштовний електронний лазер
Це новий тип когерентного джерела випромінювання високої потужності, який відрізняється від традиційних лазерів. Він не потребує газу, рідини або твердого речовини в якості робочого матеріалу, але безпосередньо перетворює кінетичну енергію високоенергетичних електронних променів у когерентну променеву енергію. Тому робочу речовину вільного електронного лазера також можна розглядати як вільний електрон. Він має низку чудових характеристик, таких як велика потужність, висока ефективність, широка діапазон налаштування довжин хвиль та часова структура ультракоротких імпульсів. Крім нього, жоден лазер не може мати ці характеристики одночасно. Він має дуже перспективні перспективи в галузі фізичних досліджень, лазерної зброї, лазерного синтезу, фотохімії та оптичних комунікацій.