Presentando a "alma" dos láseres de estado sólido

Presentando a "alma" dos láseres de estado sólido

Corrente principalláser de estado sólidomateriais

O núcleo de calquera láser é a substancia de traballo do láser, e a substancia de traballo dun láser de estado sólidoláseré esencialmente sólido. A maioría dos medios láser de estado sólido están compostos por matrices cristalinas e átomos ou ións dopados con actividade láser, mentres que as matrices amorfas (de vidro) son relativamente raras. Espérase que o último desenvolvemento na tecnoloxía de preparación cerámica amplíe significativamente o ámbito de aplicación dos materiais láser de baixo custo e alta calidade, que se poden fabricar nun tamaño moito maior que o dos materiais cristalinos.

Materiais láser de estado sólido de uso común no núcleo

Rubí: A súa composición química é óxido de aluminio dopado con cromo (Cr:Al₂O₃). Os rubís artificiais teñen unha composición química similar aos rubís de calidade de xema, pero son de maior pureza e calidade. Aparecen de cor rosa e teñen unha lonxitude de onda láser de 694,3 nanómetros.

2. Granate de itrio e aluminio dopado con neodimio (Nd:YAG): cristal artificial, cunha lonxitude de onda láser de 1064 nanómetros, pertence á luz infravermella próxima e é completamente invisible e perigoso para os ollos. O Nd:YAG é actualmente o material láser de estado sólido máis utilizado, superando con creces o rubí. A razón principal é que o seu limiar láser é máis baixo e pode alcanzar unha maior enerxía de saída coa mesma enerxía de entrada.

3. Vanadato de itrio dopado con neodimio (Nd:YVO₄). A miúdo denominado simplemente "vanadato", converteuse no material preferido para láseres de estado sólido bombeados por díodos de baixa a media potencia (ata varios vatios) debido á súa gran sección transversal de emisión estimulada, ao seu baixo limiar láser e ás súas características de saída polarizada. As lonxitudes de onda de funcionamento son de 1064 nanómetros e 1340 nanómetros e, despois de duplicar a frecuencia, pode producir láseres con lonxitudes de onda de 532 nanómetros e 670 nanómetros.

4. Vidro dopado con neodimio (Nd:Glass): Ao usar vidro amorfo como matriz, as súas propiedades láser son similares ás do Nd:YAG. A súa principal desvantaxe é que a súa condutividade térmica é relativamente baixa, só 1/10 da dun cristal, o que dificulta o seu arrefriamento en aplicacións de alta potencia. Non obstante, a súa vantaxe reside no feito de que se pode converter en medios láser cun diámetro superior a un pé, controlando eficazmente a densidade de enerxía e evitando danos nos compoñentes ópticos a nivel de quilojoules.láser pulsado, e cun custo relativamente baixo.

Outros materiais láser de estado sólido importantes, materiais dopados con erbio: incluíndo granate de itrio e aluminio dopado con erbio (Er:YAG, lonxitude de onda de saída de 2940 nanómetros) e vidro dopado con erbio (Er:Vidro, lonxitude de onda de saída de 1540 nanómetros). Materiais dopados con holmio: incluíndo granate de itrio e aluminio dopado con holmio (Ho:YAG), fluoruro de litio e itrio dopado con holmio (Ho:YLF) e vidro dopado con holmio (Ho:vidro, lonxitude de onda de saída de 2000 a 2100 nanómetros). Materiais dopados con tulio: incluíndo granate de itrio e aluminio dopado con tulio (Tm:YAG), granate de lutecio e aluminio dopado con tulio (Tm:LuAG) e fluoruro de litio e itrio codopado con tulio-holmio (Tm,Ho:YLF, lonxitude de onda de saída de 2000 a 2030 nanómetros). Materiais dopados con iterbio: como o tungstato de gadolinio potásico dopado con iterbio (Yb:KGW, lonxitude de onda de saída de 1025 a 1045 nanómetros). Alexandrita (lonxitude de onda de saída de 655 a 815 nanómetros). Zafiro dopado con titanio (Ti:Zafiro, lonxitude de onda de saída de 840 a 1100 nanómetros).