O que é um laser de estado sólido

Um laser de estado sólido éUm laserQue usaUm laser de estado sólidoMaterial como substância de trabalho. O meio de trabalho é uniformemente dopado com uma pequena quantidade de íons ativados no cristal ou vidro como o material da matriz. Os lasers de estado sólido têm as características de tamanho pequeno, uso conveniente e alta potência de saída. O laser de estado sólido geralmente tem uma potência contínua de mais de 100 watts, e a potência de pico de pulso pode chegar a 10W. No entanto, devido à preparação complicada do meio de trabalho, o preço é relativamente alto.

Substância de trabalho do laser de estado sólido

A substância de trabalho do laser de estado sólido é composta de cristal ou vidro opticamente transparente como o material hospedeiro, dopado com íons ativados ou outras substâncias ativadas. Esta substância de trabalho geralmente deve ter boas propriedades físico-químicas, linhas espectrais de fluorescência estreitas, bandas de absorção fortes e amplas e alta eficiência quântica de fluorescência. As substâncias de trabalho a laser de vidro são facilmente transformadas em materiais uniformes de grande porte, que podem ser usados em lasers de alta energia ou alta potência de pico. No entanto, seu espectro de fluorescência é amplo e seu desempenho térmico é ruim, por isso não é adequado para trabalhar sob alta potência média. Os vidros de neodímio comuns são vidros de silicato, fosfato e fluorofosfato. Os materiais de trabalho a laser de cristal geralmente têm boas propriedades térmicas e mecânicas e linhas espectrais de fluorescência estreitas, mas a tecnologia de crescimento de cristal para obter materiais de grande escala de alta qualidade é complicada. Desde a década de 1960, mais de 300 cristais de óxidos e fluoretos dopados com vários metais de terras raras ou íons de metais de transição alcançaram a oscilação do laser.

Fonte de incentivo de laser de estado sólido

Os lasers de estado sólido usam luz como fonte de excitação. Fontes de excitação de pulso comumente usadas são lâmpadas de flash carregadas de xenônio; fontes de excitação contínua incluem lâmpadas de arco de criptônio, lâmpadas de tungstênio de iodo, lâmpadas de rubídio de potássio, etc. Em pequenos lasers de longa vida, diodos emissores de luz semicondutores ou luz solar podem ser usados como fontes de excitação. Alguns novos lasers de estado sólido também usam excitação a laser. Porque apenas uma parte do espectro de emissão da fonte de luz é absorvida pela substância de trabalho, e outras perdas são adicionadas, a eficiência de conversão de energia dos lasers de estado sólido não é alta, geralmente entre alguns milésimos e alguns por cento.

Características do laser de estado sólido

Os lasers de estado sólido podem ser usados como fontes de luz coerentes de alta energia e alta potência. A energia de saída do laser de pulso de rubi pode atingir o nível de quilojoule. O sistema de laser de vidro de neodímio amplificado Q-switched e multi-estágio tem uma potência de pulso máxima de 10 watts. A potência de saída do laser CW de granada de alumínio ítrio pode atingir centenas de watts, e a conexão em série de vários níveis pode atingir quilowatts. Ao mesmo tempo, os lasers de estado sólido usam a tecnologia de comutação Q (modulação eletro-óptica) para obter pulsos curtos no nanossegundo a centenas de nanossegundos, e a tecnologia de travamento de modo pode obter pulsos ultracurtos no picossegundo a centenas de picossegundos. Além disso, devido à falta de homogeneidade óptica do material de trabalho e outras razões, a saída do laser de estado sólido geral é multimodo. Se o material de trabalho com boa uniformidade óptica for selecionado e medidas técnicas como o ressonador cuidadosamente projetado forem adotadas, o laser de modo transversal fundamental com o ângulo de divergência do feixe próximo ao limite de difração pode ser obtido, e o laser de modo longitudinal único também pode ser obtido.

Aplicações do laser de estado sólido

Os lasers de estado sólido têm uma ampla gama de usos em pesquisas militares, de processamento, médicas e científicas. É comumente usado em alcance, rastreamento, orientação, perfuração, corte e soldagem, recozimento de material semicondutor, microusinagem de dispositivos eletrônicos, detecção atmosférica, pesquisa de espectroscopia, cirurgia e cirurgia oftálmica, diagnóstico de plasma, holografia pulsada e fusão a laser. Lasers de estado sólido também são usados como fontes de excitação para lasers de corante sintonizáveis. A tendência de desenvolvimento de lasers de estado sólido é a diversificação de materiais e dispositivos, incluindo a busca de novos comprimentos de onda e novos materiais de trabalho com comprimentos de onda de trabalho ajustáveis, melhorando a eficiência de conversão do laser, aumentando a potência de saída, melhorando a qualidade do feixe, comprimindo a largura do pulso, e melhorando a reliaCapacidade e confiabilidade. Estenda a vida útil, etc.