Qué es un láser de estado sólido

Un láser de estado sólido esUn láserQue usaUn láser de estado sólidoMaterial como sustancia de trabajo. El medio de trabajo está dopado uniformemente con una pequeña cantidad de iones activados en el cristal o vidrio como material de matriz. Los láseres de estado sólido tienen las características de tamaño pequeño, uso conveniente y alta potencia de salida. El láser de estado sólido generalmente tiene una potencia continua de más de 100 vatios, y la potencia máxima del pulso puede ser tan alta como 10W. Sin embargo, debido a la complicada preparación del medio de trabajo, el precio es relativamente alto.

Sustancia de trabajo del láser de estado sólido

La sustancia de trabajo del láser de estado sólido está compuesta de cristal o vidrio ópticamente transparente como material huésped, dopado con iones activados u otras sustancias activadas. Esta sustancia de trabajo generalmente debe tener buenas propiedades físico-químicas, líneas espectrales de fluorescencia estrechas, bandas de absorción fuertes y amplias y alta eficiencia cuántica de fluorescencia. Las sustancias de trabajo con láser de vidrio se convierten fácilmente en materiales uniformes de gran tamaño, que se pueden utilizar en láseres de alta energía o alta potencia máxima. Sin embargo, su espectro de fluorescencia es amplio y su rendimiento térmico es pobre, por lo que no es adecuado para trabajar con una potencia media alta. Los vidrios comunes de neodimio son vidrios de silicato, fosfato y fluorofosfato. Los materiales de trabajo con láser de cristal generalmente tienen buenas propiedades térmicas y mecánicas, y líneas espectrales de fluorescencia estrecha, pero la tecnología de crecimiento de cristales para obtener materiales a gran escala de alta calidad es complicada. Desde la década de 1960, más de 300 cristales de óxidos y fluoruros dopados con varios metales de tierras raras o iones de metales de transición han logrado la oscilación del láser.

Fuente de incentivos de láser de estado sólido

Los láseres de estado sólido utilizan la luz como fuente de excitación. Las fuentes de excitación de pulso comúnmente utilizadas son las lámparas de flash cargadas con xenón; Las fuentes de excitación continua incluyen lámparas de arco de criptón, lámparas de tungsteno de yodo, lámparas de rubidio de potasio, etc. En pequeños láseres de larga duración, los diodos emisores de luz semiconductores o la luz solar se pueden utilizar como fuentes de excitación. Algunos nuevos láseres de estado sólido también utilizan excitación láser. Debido a que solo una parte del espectro de emisión de la fuente de luz es absorbida por la sustancia de trabajo, y se agregan otras pérdidas, la eficiencia de conversión de energía de los láseres de estado sólido no es alta, generalmente entre unas pocas milésimas y un pequeño porcentaje.

Características del láser de estado sólido

Los láseres de estado sólido se pueden utilizar como fuentes de luz coherente de alta energía y alta potencia. La Energía de salida del láser de pulso rubí puede alcanzar el nivel de kilojulios. El sistema láser de vidrio de neodimio amplificado Q-switch y de múltiples etapas tiene una potencia máxima de pulso de 10 vatios. La potencia de salida del láser CW de granate de aluminio itrio puede alcanzar cientos de vatios, y la conexión de la serie multinivel puede alcanzar kilovatios. Al mismo tiempo, los láseres de estado sólido utilizan tecnología de conmutación Q (modulación electroóptica) para obtener pulsos cortos en el nanosegundo a cientos de nanosegundos, y la tecnología de bloqueo de modo puede obtener pulsos ultracortos EN EL picosegundo a cientos de picosegundos. Además, debido a la falta de homogeneidad óptica del material de trabajo y otras razones, la salida del láser de estado sólido general es multimodo. Si se selecciona el material de trabajo con buena uniformidad óptica y se adoptan medidas técnicas como el resonador cuidadosamente diseñado, se puede obtener el láser de modo transversal fundamental con el ángulo de divergencia del haz cerca del límite de difracción, Y también se puede obtener el láser de modo longitudinal único.

Aplicaciones del láser de estado sólido

Los láseres de estado sólido tienen una amplia gama de usos en investigación militar, procesadora, médica y científica. Se usa comúnmente en rango, seguimiento, guía, perforación, corte y soldadura, recocido de material semiconductor, micromecado de dispositivos electrónicos, detección atmosférica, investigación de espectroscopia, cirugía y cirugía oftálmica, diagnóstico de plasma, holografía pulsada, y fusión láser. Los láseres de estado sólido también se utilizan como fuentes de excitación para láseres de tinte sintonizables. La tendencia de desarrollo de los láseres de estado sólido es la diversificación de Materiales y dispositivos, incluida la búsqueda de nuevas longitudes de onda y nuevos materiales de trabajo con longitudes de onda de trabajo sintonizables, mejorando la eficiencia de conversión del láser, aumentando la potencia de salida, mejorar la calidad del haz, comprimir el ancho del pulso y mejorar la reliaCapacidad y fiabilidad. Extender la vida laboral, etc.