Що таке твердотіловий (YAG) лазер

Коли точність виробництва увійшла в еру мікрометрів, технологія Jiangpin перерахувала промислові межі за допомогою твердотільних лазерів - цього "лама світла", де тверді кристали є енергетичним ядром, з характерними точними здатностями зварювання і маркування, а також хвилевими довжинами, що розташовуються від інфрачервоного до ультрафіолетового діапазону, вписавши стандарт китайської точності у жилах плат PCB, батарейних ядер і екранів. Тепер давайте разом ознайомимось з твердотільними лазерами:

Лазери на твердих речовинах — це лазери, які базуються на твердих медіях збільшення (наприклад, кристали або скло, досячені рідкоземельними або переходовими металевими іонами), які можуть генерувати вихідну потужність в діапазоні від декількох міліваттів до декількох кіловатт. Багато лазерів на твердих речовинах використовують спалаючі лампи або дугові лампи для оптичного накачування. Ці джерела накачування відносно недорогі і можуть забезпечувати дуже високу потужність, але їх ефективність досить низька, їхній термін служби середній, і у медії збільшення виникають сильні теплові ефекти, такі як тепловий лінзувальний ефект. Лазерні діоди найчастіше використовуються для накачування лазерів на твердих речовинах, і ці лазерні системи на твердих речовинах, накачувані лазерними діодами (DPSS-лазери, також відомі як повнотвердотісні лазери), мають багато переваг, таких як компактна установка, довгий термін служби і відмінна якість променя. Їх режим роботи може бути неперервним хвилям, тобто вони можуть генерувати неперервний лазерний вихід, або імпульсним, тобто вони можуть видавати короткочасні високопотужні лазерні імпульси.

Принцип роботи:

Діюча середовище, використовуване у твердотільних лазерах, є твердим матеріалом. Зазвичай, всі тверді матеріали використовують оптичне накачування, тобто джерело світла використовується як енергетичний джерело для застосування енергії до середовища збуття. Електрони у середовищі збуття стають перевантаженими до більш високого рівня енергії після поглишення енергії накачки. У стані перевантаження деякі електрони перехожуть з вищих рівнів енергії до певних метастабільних рівнів енергії. Тривалість метастабільних станів довша, ніж інших станів перевантаження, тому енергія може бути використана для зберігання та накопичення. Коли електрон у метастабільному стані повертається до початкового стану, він виділяє фотон з певною енергією та довжиною хвилі. Випущені фотони піддаються кілька відбиттям усередині лазерної камери. Цanism зворотньої зв'язки підвищує стимульоване випромінювання, таким чином генеруючи сильний лазерний промінь. Деяка частина підвищеної світловодності проходить через деякі дзеркала, утворюючи лазерний вихід. Вихідний промінь зазвичай має вузьку лінію спектру і характеризується певною довжиною хвилі, пов'язаною з різницею енергії між метастабільним станом та початковим станом.

Тип твердотільного лазера:

Вихідна потужність маленьких діодно-накачуваних лазерів Nd:YAG (лазери YAG) або Nd:YVO4 (лазери ванадату) зазвичай знаходиться в діапазоні від кількох міліват до кількох ват. Імпульс тривалістю, що генерується Q-перемикальним лазером, становить кілька наносекунд, енергія імпульсу - мікроджоули, а піковий рівень потужності досягає кількох кіловат. Для виходу зеленого світла можна використовувати внутрішнє подвоєння частоти.

Q-перемикальні лазери Nd:YAG широко використовуються у версіях на основі ламп. Імпульсна накачка дозволяє отримувати високу енергію імпульсу, при цьому середня вихідна потужність зазвичай є помірною (наприклад, декілька ват). Вартість такого типу лампових лазерів нижча за вартість діодно-накачуваного варіанту з аналогічною вихідною потужністю.

Оптичні волоконні лазери - це особливий тип твердотільних лазерів, які мають потенціал для високої середньої вихідної потужності, високої енергетичної ефективності, високої якості променя та широкого спектру довжин хвилі.
Лазери на твердому тілі (особливо волоконні лазери та лазери з діодним накачуванням) зайняли домінуюче становище в широкому спектрі галузей, таких як обробка металів, прецизійна мікрообробка та лікування твердих тканин у медицині, завдяки своїм чудовим характеристикам короткої довжини хвилі, надзвичайно високій якості променя, потужним можливостям ультракоротких імпульсів, компактній конструкції, надзвичайній надійності та низьким вимогам до обслуговування. Вони постійно стимулюють інноваційний розвиток лазерних технологій. Остаточний вибір технології залежить від комплексного врахування конкретних вимог застосування, властивостей матеріалів та економічної ефективності.