Lasertechnologie hat caIch mag das Leben von Menschen in jeder Hinsicht, aber es gibt viele Arten von Lasern mit unterschiedlichen Wellenlängen und unterschiedlichen Eigenschaften, so dass die Anwendungsbereiche unterschiedlich sind. Ich glaube, dass die meisten Menschen angesichts komplizierter Lasertypen ein wenig Kopfschmerzen haben. In diesem Artikel werden daher die verschiedenen Lasertypen zusammengefasst und die Eigenschaften und praktischen Anwendungen der einzelnen Lasertypen einzeln erläutert.
Je nach Arbeitsmedium werden Laser in Festkörperlaser, Gaslaser, Farbstofflaser, Halbleiterlaser, Faserlaser und Freie-Elektronen-Laser unterteilt. Unter diesen gibt es viele unterteilte Arten von Festkörperlasern und Gaslasern. Mit Ausnahme von Freie-Elektronen-Lasern sind die grundlegenden Arbeitsprinzipien aller Arten von Lasern dieselben, einschließlich der Pumpquelle, des optischen Resonators und des Verstärkungsmediums.
In Festkörperlasern wird im Allgemeinen Licht als Pumpquelle verwendet, und Kristalle oder Gläser, die Laserlicht erzeugen können, werden als Laserarbeitssubstanzen bezeichnet. Die Laserarbeitssubstanz besteht aus einer Matrix und einem aktivierenden Ion. Das Matrixmaterial bietet eine geeignete Existenz- und Arbeitsumgebung für das aktivierende Ion, und der Lasererzeugungsprozess wird durch das aktivierende Ion abgeschlossen. Üblicherweise verwendete aktivierende Ionen sind hauptsächlich Übergangsmetallionen wie Chrom-, Diamant-, Nickel- und Seltenerdmetallionen wie Neodymionen. Ein Reflektor, der mit einem dielektrischen Film auf der Oberfläche beschichtet ist, dient als Resonanzhohlraumlinse, von denen eine ein Vollspiegel und eine ein Halbspiegel ist. Wenn unterschiedliche aktivierende Ionen, unterschiedliche Matrixmaterialien und unterschiedliche Wellenlängen des Lichts zur Anregung verwendet werden, wird eine Vielzahl unterschiedlicher Wellenlängen des Laserlichts emittiert. Verschiedene Arten von Festkörperlasern und ihre Anwendungen.
Rubinlaser
Die Ausgangslaserwellenlänge beträgt 694. {{1}} nm, und die photoelektrische Umwandlungsrate ist niedrig, nur 0. 1%. Seine lange Fluoreszenzlebensdauer fördert jedoch die Energiespeicherung und kann eine hohe Spitzenimpulsleistung abgeben. Der von einem Rubinstab mit der Dicke eines Stiftkerns und langen Fingern erzeugte Laser kann leicht in das Eisenblech eindringen. Vor dem Aufkommen effizienterer YAG-Laser wurden Rubinlaser häufig beim Laserschneiden und Bohren eingesetzt. Darüber hinaus wird 694 nm Licht leicht von Melanin absorbiert, sodass der Rubinlaser auch zur Behandlung pigmentierter Läsionen (Hautflecken auf der Haut) verwendet wird.
Titansaphirlaser
Aufgrund seiner Kristalleigenschaften hat es einen weiten einstellbaren Bereich (dh einen Wellenlängenbereich) und kann je nach Bedarf Licht mit einer Wellenlänge von 660 nm-1200 nm ausgeben. In Verbindung mit der Reife der Frequenzverdopplungstechnologie (die die Lichtfrequenz verdoppeln, dh die Wellenlänge halbieren kann) kann der Wellenlängenbereich auf 330 nm-600 nm erweitert werden. Titansaphirlaser werden in der Femtosekunden-Spektrometrie, in der nichtlinearen Optikforschung, bei der Erzeugung von Weißlicht, bei der Erzeugung von Terahertz-Wellen usw. verwendet und finden Anwendung in der medizinischen Schönheit.
YAG
Es ist die Abkürzung für Yttrium-Aluminium-Granat. Diese Substanz ist derzeit die hervorragendste Laserkristallmatrix mit umfassenden Eigenschaften. Es kann 1064 nm Licht ausgeben, nachdem es mit Neodym (Nd) dotiert wurde, und die maximale kontinuierliche Ausgangsleistung kann 1000 w erreichen. In den frühen Tagen wurde ein Inertgasblitz als Pumpquelle des Lasers verwendet. Das Flash-Pump-Verfahren weist jedoch einen weiten Spektralbereich, eine schlechte Übereinstimmung mit dem Absorptionsspektrum des Laserverstärkungsmediums und eine große thermische Belastung auf, was zu einer geringen photoelektrischen Umwandlungsrate führt. Daher kann die Verwendung von LD-Pumpen (Laserdiodenpumpen) einen hohen Wirkungsgrad, eine hohe Leistung und eine lange Lebensdauer des Lasers erzielen. Nd: YAG-Laser können zur Behandlung von Hämangiomen verwendet werden, um das Tumorwachstum zu hemmen. Die thermische Schädigung dieses Lasers durch Gewebe ist jedoch nicht selektiv. Während der Koagulation von Tumorblutgefäßen schädigt überschüssige Energie auch das umgebende normale Gewebe und hinterlässt nach der Operation Narben. Daher werden Nd: YAG-Laser hauptsächlich in der Chirurgie, Gynäkologie, Gesichtszügen und weniger in der Dermatologie eingesetzt.
Yb: YAG, dotiert mit Yb (Yb) in YAG, kann 1030 nm Licht ausgeben. Yb: Die Pumpwellenlänge von YAG&# 39 beträgt 941 nm, was sehr nahe an der Ausgangswellenlänge liegt, wodurch eine Pumpquanteneffizienz von 91 erreicht werden kann. 4 %, und die mit der Pumpe erzeugte Wärme wird auf 10% unterdrückt (der größte Teil der Eingangsenergie wird in Ausgangsenergie umgewandelt. Ein kleiner Teil der Laserenergie wird zu Wärme, was bedeutet, dass die Umwandlungseffizienz sehr hoch ist). Das sind 25% bis 30% von Nd: YAG. Yb: YAG ist zu einem der auffälligsten Festkörperlasermedien geworden. LD-gepumpte Hochleistungs-Yb: YAG-Festkörperlaser sind zu einem neuen Forschungsschwerpunkt geworden und gelten als wichtige Richtung für die Entwicklung hocheffizienter Hochleistungs-Festkörperlaser.
Zusätzlich zu den obigen zwei Typen kann YAG auch mit Erbium (Ho), Erbium (Er) und dergleichen gemischt werden. Ho: YAG kann 2097 nm- und 2091 nm-Laser erzeugen, die für das menschliche Auge sicher sind. Es ist hauptsächlich für optische Kommunikation, Radar und medizinische Anwendungen geeignet. Er: YAG gibt 2. 9 μm Licht aus. Der menschliche Körper hat bei dieser Wellenlänge eine hohe Absorptionsrate und ein großes Anwendungspotential für die Laser- und Gefäßchirurgie.
Farbstofflaser
Ein Laser, der einen organischen Farbstoff als Lasermedium verwendet, normalerweise eine flüssige Lösung. Im Vergleich zu gasförmigen und Festkörperlasermedien können Farbstofflaser häufig über einen größeren Wellenlängenbereich eingesetzt werden. Durch die große Bandbreite eignen sie sich besonders für abstimmbare und gepulste Laser. Aufgrund seiner kurzen mittleren Lebensdauer und begrenzten Ausgangsleistung wurde es jedoch im Wesentlichen durch einen Festkörperlaser mit einer einstellbaren Wellenlänge wie Titansaphir ersetzt.
SEmiconductor Laser
Es ist ein Laser, der Halbleitermaterial als Arbeitssubstanz verwendet. Es gibt drei Arten von Anregungsmethoden: elektrische Injektion, Elektronenstrahlanregung und optisches Pumpen. Kleine Größe, niedriger Preis, hohe Effizienz, lange Lebensdauer, geringer Stromverbrauch, kann in den Bereichen elektronische Information, Laserdruck, Laserpointer, optische Kommunikation, Laser-TV, kleiner Laserprojektor, elektronische Information, integrierte Optik am häufigsten eingesetzt werden wichtiger Lasertyp.
Faseroptischer Laser
Es bezieht sich auf den Laser, der mit Seltenerdelementen dotierte Glasfasern als Verstärkungsmedium verwendet, das ein breites Anwendungsspektrum hat, einschließlich Laserfaserkommunikation, Fernkommunikation im Laserraum, industrieller Schiffbau, Automobilbau, Lasergravur, Laserbeschriftung, Laserschneiden , Druckwalzen, Metall Metallbohren / -schneiden / -schweißen (Löten, Abschrecken, Plattieren und Tiefschweißen), militärische Verteidigungssicherheit, medizinische Ausrüstung und Ausrüstung, großflächige Infrastruktur, als Pumpenquelle für andere Laser usw.
Freier Elektronenlaser
Es handelt sich um eine neue Art von kohärenter Hochleistungsstrahlungsquelle, die sich von herkömmlichen Lasern unterscheidet. Es benötigt kein Gas, keine Flüssigkeit oder keinen Feststoff als Arbeitsmaterial, sondern wandelt die kinetische Energie hochenergetischer Elektronenstrahlen direkt in kohärente Strahlungsenergie um. Daher kann die Arbeitssubstanz eines freien Elektronenlasers auch als freies Elektron betrachtet werden. Es verfügt über eine Reihe hervorragender Eigenschaften wie hohe Leistung, hohe Effizienz, Weitbereichsabstimmung der Wellenlängen und die Zeitstruktur ultrakurzer Impulse. Abgesehen davon kann kein Laser diese Eigenschaften gleichzeitig haben. Es hat vielversprechende Perspektiven in den Bereichen Physikforschung, Laserwaffen, Laserfusion, Photochemie und optische Kommunikation.