Qu'est-ce qu'un laser à état solide (YAG)

Lorsque la précision de fabrication est entrée dans l'ère du micromètre, la technologie Jiangpin a redessiné les limites industrielles avec des lasers à état solide - cette "lame de lumière" ayant des cristaux à état solide comme cœur énergétique, avec une précision de soudage et de marquage exceptionnelle, et des longueurs d'onde s'étendant de l'infrarouge à l'ultraviolet, a gravé l'échelle de la précision chinoise dans les veines des circuits imprimés, des cœurs de batteries et des écrans. Examinons maintenant ensemble les lasers à état solide :

Les lasers à état solide sont des lasers basés sur des milieux amplificateurs à état solide (tels que des cristaux ou des verres dopés avec des ions de terres rares ou de métaux de transition), qui peuvent générer une puissance de sortie allant de quelques milliwatts à plusieurs kilowatts. De nombreux lasers à état solide utilisent des lampes à décharge ou des lampes à arc pour l'excitation optique. Ces sources d'excitation sont relativement peu coûteuses et peuvent fournir une très haute puissance, mais leur efficacité est plutôt faible, leur durée de vie est moyenne, et il y a de forts effets thermiques dans le milieu amplificateur, tels que l'effet de lentille thermique. Les diodes laser sont couramment utilisées pour pomper les lasers à état solide, et ces lasers à état solide pompés par laser (lasers DPSS, également appelés lasers entièrement à état solide) présentent de nombreux avantages, tels qu'une installation compacte, une longue durée de vie et une excellente qualité de faisceau. Leur mode de fonctionnement peut être en onde continue, c'est-à-dire qu'ils peuvent générer une sortie laser continue, ou en impulsions, c'est-à-dire qu'ils peuvent produire des impulsions laser de haute puissance en temps court.

Principe de fonctionnement :

Le milieu d'activation utilisé dans les lasers à état solide est un matériau solide. Généralement, tous les matériaux solides adoptent la pompe optique, c'est-à-dire que la source lumineuse est utilisée comme source d'énergie pour appliquer de l'énergie au milieu amplificateur. Les électrons dans le milieu amplificateur sont excités vers un niveau d'énergie plus élevé après avoir absorbé l'énergie de pompage. Dans l'état excité, certains électrons passeront des niveaux d'énergie plus élevés vers des niveaux d'énergie métastables spécifiques. La durée de vie des états métastables est plus longue que celle des autres états excités, ce qui permet de stocker et d'accumuler l'énergie. Lorsqu'un électron dans un état métastable revient à l'état fondamental, il émet un photon avec une énergie et une longueur d'onde spécifiques. Les photons générés subissent plusieurs réflexions à l'intérieur de la cavité laser. Ce mécanisme de rétroaction amplifie la radiation stimulée, générant ainsi un faisceau laser puissant. Une partie de la lumière amplifiée passe à travers certains des miroirs, formant une sortie laser. Le faisceau de sortie a généralement une largeur de raie étroite et est caractérisé par une longueur d'onde spécifique liée à la différence d'énergie entre l'état métastable et l'état fondamental.

Type de laser à état solide :

La puissance de sortie des petits lasers Nd:YAG à pompage par diode (lasers YAG) ou lasers Nd:YVO4 (lasers vanadate) est généralement comprise entre quelques milliwatts (pour les micro-appareils) et plusieurs watts. La durée d'impulsion générée par le laser à commutation Q est de quelques nanosecondes, l'énergie d'impulsion est en microjoules, et la puissance de crête peut atteindre plusieurs kilowatts. Une duplication de fréquence intra-cavité peut être utilisée pour une sortie en lumière verte.

Les lasers Nd:YAG à commutation Q sont largement utilisés dans leurs versions à pompage par lampe. Le pompage impulsionnel permet une haute énergie d'impulsion, tandis que la puissance de sortie moyenne est généralement modérée (par exemple, quelques watts). Le coût de ce type de laser à pompage par lampe est inférieur à celui de la version à pompage par diode avec une puissance de sortie similaire.

Les lasers à fibre sont un type spécial de laser à état solide, offrant un potentiel pour une puissance de sortie moyenne élevée, une efficacité énergétique élevée, une qualité de faisceau élevée et une grande réglabilité de longueur d'onde.
Les lasers à état solide (représentés en particulier par les lasers à fibres et les lasers à état solide pompés par diodes) occupent une position dominante dans de nombreux domaines tels que le traitement des métaux, le micromachinage de précision et le traitement médical des tissus durs, grâce à leurs excellentes caractéristiques de courte longueur d'onde, une qualité de faisceau extrêmement élevée, une puissante capacité d'impulsion ultra-courte, une structure compacte, une fiabilité extrême et des besoins de maintenance faibles. Et ils continuent de favoriser l'innovation et le développement de la technologie laser. Le choix final de la technologie dépend d'une considération globale des exigences spécifiques de l'application, des propriétés du matériau et de la rentabilité.