Ano ang solid-state (YAG) laser

Kapag pumasok ang paggawa ng presisyon sa era ng micrometer, binago ng Jiangpin Technology ang hangganan ng industriya gamit ang mga solid-state laser - itong "tabak ng liwanag" na may solid-state crystals bilang core ng enerhiya, na kilala sa tunay na pagtutulak at marka ng presisyon, at wavelength na umuubat mula infrared hanggang ultraviolet, ay nag-iwas sa pinagsama-sama ng Tsino na presisyon sa mga sugat ng PCB boards, battery cores, at mga screen. Ngayon, tingnan natin ang mga solid-state lasers:

Ang solid-state lasers ay mga laser na batay sa solid-state gain media (tulad ng mga crystal o glass na dinala ng rare earth o transition metal ions), na maaaring mag-ipon ng output power mula sa ilang milliwatts hanggang sa ilang kilowatts. Maraming solid-state lasers ang gumagamit ng flash lamps o arc lamps para sa light pumping. Ang mga pinagmulan ng pumping na ito ay katamtaman sa presyo at maaaring magbigay ng napakataas na kapangyarihan, ngunit ang kanilang efisiensiya ay medyo mababa, ang kanilang buhay ay pangkaraniwan lamang, at may malalaking thermical na epekto sa gain medium, tulad ng thermal lensing effect. Ang laser diodes ang pinaka-komun na ginagamit upang pump ang mga solid-state lasers, at ang mga ito na laser-pumped solid-state lasers (DPSS lasers, o kilala rin bilang lahat-solid-state lasers) ay may maraming benepisyo, tulad ng kompaktong instalasyon, mahabang buhay, at napakainit na beam quality. Ang mode ng trabaho nito ay maaaring continuous wave, na ibig sabihin ay maaaring mag-ipon ng patuloy na laser output, o pulse type, na ibig sabihin ay maaaring magbubuo ng maikling-oras na mataas na kapangyarihan ng laser pulses.

Prinsipyo ng pagtatrabaho:

Ang medium na ginagamit sa pag-activate sa solid-state lasers ay materyales na katig. Sa karaniwan, ang lahat ng materyales na katig ay gumagamit ng optical pumping, na magsasaad na ang ilaw na pinanggalingan ay ginagamit bilang pinagmulan ng enerhiya upang magbigay ng enerhiya sa gain medium. Ang mga elektron sa gain medium ay kinikilabot sa mas mataas na antas ng enerhiya matapos makakuha ng enerhiya mula sa pump. Sa estado ng kinikilabot, ilan sa mga elektron ay lilitaw mula sa mas mataas na antas ng enerhiya patungo sa tiyak na metastable na antas ng enerhiya. Mas mahaba ang buhay ng mga estado ng metastable kaysa sa iba pang estado ng kinikilabot, kaya maaaring gamitin ang enerhiya para sa pag-iimbak at pagsusumulat. Kapag bumabalik ang isang elektron mula sa estado ng metastable patungo sa ground state, ito ay umiiral ng isang photon na may tiyak na enerhiya at panula. Ang mga naitatagong photons ay dumarami sa mga pagnanais sa loob ng laser cavity. Ang mekanismo ng feedback na ito ang nagpapalaki ng pinagmulan ng radiation, na nagreresulta sa pagbubuo ng malakas na laser beam. Ang ilaw na pinapalakas ay dumadaan sa ilang mga salamin, bumubuo ng output ng laser. Karaniwan ang output na beam na ito ay may maliit na linewidth at tinatakarang may tiyak na panula na nauugnay sa enerhiyang kakaiba sa pagitan ng estado ng metastable at ground state.

Uri ng laser na solid-state:

Ang output power ng maliit na diode-pumped Nd:YAG lasers (YAG lasers) o Nd:YVO4 lasers (vanadate lasers) ay tipikal na nasa pagitan ng ilang milliwatts (para sa micro-devices) at ilang watts. Ang pulse duration na ipinagbigay ng Q-switched laser ay ilang nanoseconds, ang pulse energy ay microjoules, at ang peak power ay mataas hanggang ilang kilowatts. Maaaring gamitin ang intra-cavity frequency doubling para sa green light output.

Lamp-pumped na Q-switched Nd:YAG lasers ay madalas gamitin sa mga bersyon na lamp-pumped. Ang pulse pumping ay nagpapahintulot ng mataas na pulse energy, habang ang average output power ay karaniwang moderado (halimbawa, ilang watts). Ang gastos ng uri ng lamp-pumped na laser na ito ay mas mababa kaysa sa diode-pumped na bersyon na may katumbas na output power.

Fiber lasers ay isang espesyal na uri ng solid-state laser, na may potensyal para sa mataas na average output power, mataas na power efficiency, mataas na beam quality at malawak na wavelength tunability.
Ang mga solid-state laser (lalo na ang kinakatawan ng mga fiber laser at diode-pumped solid-state lasers) ay umukoy sa isang dominanteng posisyon sa maraming larangan tulad ng pagproseso ng metal, presisong mikro-pagproseso, at medikal na paggamot sa hard tissue, dahil sa kanilang napakagandang characteristics ng maikling-panula, napakamataas na kalidad ng beam, makapangyarihang kakayahan sa ultra-short pulse, kompaktong estruktura, napakamataas na reliwablidad at mababang pangangailangan sa pagsasawi. At patuloy itong nagpapalakas sa pagkakabago at pag-unlad ng teknolohiya ng laser. Ang huling pilihan ng teknolohiya ay depende sa isang komprehensibong pag-uugnay ng mga partikular na mga requirement ng aplikasyon, mga katangian ng material at cost-effectiveness.