Beth yw Laserau Solid-State?

Laserau Solid-Wladwriaethyn laser y mae ei gyfrwng allyrru golau yn ddeunydd solet, fel arfer grisial neu wydr, wedi'i ddopio ag ïonau pridd prin neu ïonau metel trosiannol, yn hytrach na hylif neu nwy.

Mae laserau cyflwr solid yn allyrru golau laser dros ystod eang o donfeddi, o uwchfioled (UV) i isgoch (IR), yn dibynnu ar y dewis o dopant a chyfansoddiad y grisial neu'r gwydr. Gall y pŵer allbwn amrywio o filiwat (mW) i sawl wat (W), neu hyd yn oed yn uwch, yn dibynnu ar y dyluniad laser penodol, cyfrwng ennill, a mecanwaith pwmpio.

Mae laserau cyflwr solid yn cynnwys dwy ran yn bennaf: deunydd cynnal solet ac ïonau gweithredol wedi'u dopio yn y deunydd gwesteiwr. Mae angen i ïonau gweithredol fod â phriodweddau penodol, megis llinellau fflworoleuedd miniog, bandiau amsugno eang, ac effeithlonrwydd cwantwm uchel ar y donfedd a ddymunir. Ar y llaw arall, dylai'r deunydd gwesteiwr fod â phriodweddau megis cryfder, ymwrthedd torri asgwrn, dargludedd thermol uchel, ac ansawdd optegol.

Ar ôl dopio ag ïonau daear prin, mae deunyddiau gwydr a grisialaidd yn arddangos yr eiddo dymunol hyn. Mae deunyddiau gwesteiwr addas yn cynnwys gwydr silicad, gwydr ffosffad, a deunyddiau crisialog amrywiol megis garnet, aluminate, metel ocsid, fflworid, molybdate, tungstate, ac ati Mae ïonau gweithredol a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys ïonau daear prin megis neodymium, erbium, a holmium, yn ogystal fel metelau pontio megis cromiwm, titaniwm, a nicel.

Mae rhai laserau cyflwr solet enwog yn cynnwys laserau rhuddem, laserau Nd:YAG, laserau Nd: gwydr, Nd:Cr: laserau GSGG, laserau Er:gwydr, laserau alexandrite, a laserau titaniwm: saffir.

Gall laserau cyflwr solid weithio naill ai yn y modd ton barhaus (CW), sy'n cynhyrchu allbwn laser parhaus, neu fodd pwls, sy'n cynhyrchu corbys byr o olau laser pŵer uchel.

Adeiladu laserau cyflwr solet

I wneud laser cyflwr solet, mae angen gosod gwialen laser ger lamp arc neu lamp fflach. Mae'r tiwb lamp wedi'i gysylltu â ffynhonnell pŵer. Trefnir y gwialen laser a'r tiwb lamp yn gyfochrog, wedi'u hamgylchynu gan adlewyrchydd. Ar ddau ben y ceudod laser, gosodir drych adlewyrchol uchel a chyplydd allbwn. I gael gwared ar wres gormodol, mae'r laser yn cael ei oeri gan ddefnyddio system gylchrediad, fel arfer yn defnyddio dŵr oeri neu gymysgedd glycol.

Diagram ynni laser cyflwr solid
Mae'r cyfrwng gweithredol a ddefnyddir gan laserau cyflwr solet yn ddeunydd solet. Yn gyffredinol, mae'r holl ddeunyddiau cyflwr solet yn cael eu pwmpio'n optegol, hynny yw, defnyddir ffynhonnell golau fel ffynhonnell ynni a'i gymhwyso i'r cyfrwng ennill. Ar ôl amsugno'r egni pwmp, mae'r electronau yn y cyfrwng ennill yn gyffrous i lefel egni uwch. Yn y cyflwr cynhyrfus, bydd rhai electronau yn neidio o lefel egni uwch i lefel egni trosglwyddadwy penodol.

O'i gymharu â gwladwriaethau cyffrous eraill, mae oes y cyflwr dros dro yn hirach, felly gall storio a chronni ynni. Pan fydd yr electron yn y cyflwr dros dro yn newid yn ôl i gyflwr y ddaear, mae ffoton ag egni a thonfedd penodol yn cael ei ryddhau. Gelwir y broses hon yn allyriadau ysgogol ac mae'n cynhyrchu golau cydlynol.

Mae'r ffotonau a gynhyrchir yn cael eu hadlewyrchu sawl gwaith rhwng drychau neu elfennau adlewyrchol eraill yn y ceudod laser. Mae'r mecanwaith adborth hwn yn chwyddo'r allyriad ysgogol ac yn cynhyrchu pelydr laser dwys. Mae'r trawst rhannol chwyddedig yn dianc trwy un o'r adlewyrchwyr rhannol i ffurfio'r allbwn laser.

Fel arfer mae gan y trawst allbwn linewidth cul, sy'n cael ei nodweddu gan donfedd benodol sy'n gysylltiedig â'r gwahaniaeth egni rhwng y cyflwr dros dro a'r cyflwr daear.

Manteision laserau cyflwr solet:
1. Yn gyffredinol, nid yw laserau cyflwr solid yn profi colled materol o'i gymharu â laserau nwy oherwydd bod y cyfrwng laser mewn cyflwr solet. Mae'r cyfrwng gweithredol mewn laser cyflwr solet, fel grisial neu wydr, yn cynnal ei gyfansoddiad ac nid yw'n bwyta nac yn disbyddu yn ystod y llawdriniaeth.
3. Gall laserau cyflwr solet gynhyrchu allbwn parhaus a phyls.
4. Mae eu hadeiladwaith yn gymharol syml.
Anfanteision laserau cyflwr solet:
1. Mae laserau cyflwr solid yn llai effeithlon wrth drosi ynni mewnbwn yn allbwn laser.
2. Nid yw gwahaniaeth y trawst laser yn gyson a gall amrywio rhwng 1 milliradian ac 20 miliradian.
3. Gall colli pŵer ddigwydd pan fydd y gwialen laser yn gorboethi.

Cymwysiadau laserau cyflwr solet:
Mae gan laserau cyflwr solid ystod eang o gymwysiadau mewn gwahanol feysydd. Yn ogystal â sbectrosgopeg a thelathrebu, mae cymwysiadau laserau cyflwr solet yn cynnwys
Prosesu deunydd: Defnyddir laserau cyflwr solid yn eang ar gyfer torri, drilio, weldio ac ysgythru deunyddiau amrywiol megis metelau, plastigau, cerameg, a chyfansoddion. Maent yn hynod gywir a gallant drin tasgau prosesu macro a micro.
Meddygol a Biofeddygol: Defnyddir y laserau hyn mewn gweithdrefnau meddygol fel llawdriniaeth laser, dermatoleg (ee tynnu tatŵs), offthalmoleg (ee cywiro golwg), deintyddiaeth, a cholur. Gallant dargedu ac abladu meinwe yn union heb fawr o niwed i'r ardaloedd cyfagos.
Ymchwil Gwyddonol: Offer pwysig ar gyfer ymchwil wyddonol, gan gynnwys sbectrosgopeg, delweddu fflworoleuedd, cyflymiad gronynnau, ac astudio ffenomenau gwibgyswllt. Maent yn gallu darparu ffynonellau golau y gellir eu rheoli'n fanwl gywir ar gyfer astudio defnyddiau a phrosesau ffisegol a chemegol sylfaenol.
Amddiffyn a Diogelwch: Defnyddir y laserau hyn mewn cymwysiadau amddiffyn a diogelwch, gan gynnwys dylunwyr targed laser, canfod amrediad, arfau ynni cyfeiriedig, a gwrthfesurau laser. Maent yn darparu ffynonellau golau manwl gywir a phwerus ar gyfer defnyddiau milwrol, awyrofod a diogelwch.
Telathrebu: Mae laserau cyflwr solid yn chwarae rhan hanfodol mewn systemau cyfathrebu ffibr-optig, gan weithredu fel mwyhaduron optegol a ffynonellau golau i drosglwyddo signalau dros bellteroedd hir ar gyfraddau data uchel.

Manylion cyswllt:

Os oes gennych unrhyw syniadau, mae croeso i chi siarad â ni. Ni waeth ble mae ein cwsmeriaid a beth yw ein gofynion, byddwn yn dilyn ein nod i ddarparu ein cwsmeriaid gyda safon uchel, prisiau isel, a'r gwasanaeth gorau.