Co to jest laser stanu stałego (YAG)

Kiedy precyzja w produkcji wszedł w erę mikrometrów, technologia Jiangpin przekształciła granice przemysłu za pomocą laserów stanu stałego - tego „ostrza światła” o krystalicznych rdzeniach energetycznych w stanie stałym, które charakteryzuje się dokładnym spawaniem i znaczeniem, a długości fal obejmują zakres od podczerwieni do ultrafioletu, wpiśnięto miarę chińskiej precyzji w żyły płyt PCB, jąder baterii i ekranów. Teraz zajrzyjmy razem do laserów stanu stałego:

Lazery stanu stałego to lasery oparte na mediach wzmacniających w stanie stałym (takich jak kryształy lub szkła dobre o rzadkich ziemiach lub jonach metali przejściowych), które mogą generować moc wyjściową od kilku miliwatów do kilku kilowatów. Wielu laserom stanu stałego używa lamp błyskowych lub łukowych do pompowania światłem. Te źródła pompowania są stosunkowo tanie i mogą dostarczać bardzo dużą moc, ale ich efektywność jest raczej niska, ich żywotność średnia, a w medio wzmacniającym występują silne efekty termiczne, takie jak efekt soczewki termicznej. Diody laserowe są najczęściej używane do pompowania laserów stanu stałego, a te lasery pompowane diodami laserowymi (DPSS lasery, znane również jako całościowo-stanowo-stałe lasery) mają wiele zalet, takich jak kompaktowa instalacja, długa żywotność i doskonała jakość promienia. Ich tryb pracy może być falą ciągłą, czyli mogą generować ciągły wyjściowy sygnał laserowy, lub impulsowy, czyli mogą produkować krótkotrwałe, wysokomocowe impulsy laserowe.

Zasada działania:

Środowiskiem aktywującym używanym w laserach stanu stałego jest materiał stały. Zazwyczaj wszystkie materiały stałe stosują pompowanie optyczne, czyli źródło światła jest używane jako źródło energii do zastosowania energii w medium wzmacniającym. Elektrony w medium wzmacniającym są pobudzane do wyższego poziomu energii po pochłonięciu energii z pompowania. W stanie pobudzonym niektóre elektrony przechodzą z wyższych poziomów energetycznych na określone poziomy metastabilne. Czas życia stanów metastabilnych jest dłuższy niż innych stanów pobudzonych, więc energia może być używana do magazynowania i akumulacji. Gdy elektron w stanie metastabilnym powraca do stanu podstawowego, emituje foton o określonej energii i długości fali. Wytworzone foteony ulegają wielokrotnemu odbiciu wewnątrz jaskini laserowej. Ten mechanizm zwrotu wzmacnia promieniowanie indukowane, generując silny promień laserowy. Część wzmacnianego światła przechodzi przez niektóre lustra, tworząc wyjście laserowe. Promień wyjściowy ma zwykle wąski pasmo i jest charakteryzowany określoną długością fali związanej z różnicą energii między stanem metastabilnym a stanem podstawowym.

Typ lasera stanu stałego:

Moc wyjściowa małych laserów pompowanych diodami Nd:YAG (laserów YAG) lub Nd:YVO4 (laserów wanadatowych) jest zazwyczaj między kilkoma miliwattami (dla mikrourządzeń) a kilkoma watami. Czas trwania impulsu generowanego przez laser z przekaźnikiem Q wynosi kilka nanosekund, energia impulsu to mikrojoule, a moc szczytowa dochodzi do kilku kilowatów. Wewnątrzprzęgowe podwajanie częstotliwości może być stosowane do wyjścia światła zielonego.

Laser Nd:YAG z przekaźnikiem Q znajduje szerokie zastosowanie w wersjach pompowanych żarówką. Pompowanie impulsem pozwala na wysoką energię impulsową, podczas gdy średnia moc wyjściowa jest zwykle umiarkowana (na przykład kilka watów). Koszt tego typu lasera pompowanego żarówką jest niższy niż koszt wersji pompowanej diodą o podobnej mocy wyjściowej.

Lasery włókienne są specjalnym rodzajem lasera stanu stałego, oferującym potencjał wysokiej średniej mocy wyjściowej, wysokiej efektywności mocy, wysokiej jakości promienia oraz szerokiej tunelowalności długości fali.
Lazery stałe (szczególnie reprezentowane przez lasery woltowe i diodowo-pompowane lasery stałe) zajęły dominującą pozycję w szerokim zakresie dziedzin, takich jak obróbka metali, precyzyjna mikroobróbka oraz leczenie twardych tkanki medycznej, dzięki ich wybitnym właściwościom krótkofalowym, wyjątkowej jakości promieniowania, potężnejUltra-krótkiej zdolności impulsowej, kompaktowej strukturze, ekstremalnie wysokiej niezawodności i niskim wymaganiom konserwacyjnym. I ciągle promują innowację i rozwój technologii laserowej. Ostateczny wybór technologii zależy od kompleksowego rozważenia konkretnych wymagań aplikacyjnych, właściwości materiałów i kosztów.