Характеристики та застосування різних лазерів

Лазерна технологія увійшла в життя людей з усіх боків, але існує багато видівЛазери, кожна з яких має різні довжини хвилі та характеристики, тому сфери застосування також різні.

За робочим середовищем лазери поділяються на шість типів: твердотільні лазери, газові лазери, лазери на барвниках, напівпровідникові лазери, волоконні лазери та лазери на вільних електронах. Серед них твердотільні лазери і газові лазери мають багато підрозділів. За винятком лазерів на вільних електронах, основні принципи роботи різних лазерів однакові, включаючи три частини: джерело накачування, оптичний резонансний резонатор і середовище посилення.

Тверді лазери, світло зазвичай використовується як джерело накачування, а кристал або скло, які можуть генерувати лазер, називають робочим матеріалом лазера. Робочий матеріал лазера складається з двох частин: матриці та іонів активації. Матеріал матриці забезпечує відповідне існування та робоче середовище для іонів активації, а іони активації завершують процес генерації лазера. Зазвичай використовуваними іонами активації є іони перехідних металів, такі як іони хрому, кобальту, нікелю та іони рідкоземельних металів, такі як іони неодиму. В якості лінзи резонансного резонатора використовується відбивач з діелектричною плівкою на поверхні, одна з яких є повним відбивачем, а інша - напіввідбивачем. Коли для збудження використовуються різні іони активації, різні матричні матеріали та різні довжини хвилі світла, випромінюватимуться лазери з різними довжинами хвиль.

1. Рубіновий лазер
Довжина хвилі вихідного лазера становить 694,3 нм, а коефіцієнт фотоелектричного перетворення низький, лише 0,1%. Однак термін його флуоресценції тривалий, що сприяє накопиченню енергії та може видавати вищу пікову потужність імпульсу. Лазер, створений рубіновим стрижнем тонким, як сердечник ручки, і завдовжки з палець, може легко проникнути через залізний лист. До появи більш ефективних YAG-лазерів рубінові лазери широко використовувалися в лазерному різанні та свердлінні. Крім того, світло 694 нм легко поглинається меланіном, тому рубінові лазери також використовуються для лікування пігментних уражень (шкірних плям).
2. Титано-сапфіровий лазер
Завдяки властивостям кристала він має широкий діапазон регулювання (тобто регульований діапазон довжини хвилі) і за потреби може випромінювати світло з довжиною хвилі 660 нм-1200нм. З розвитком технології подвоєння частоти (яка може подвоїти частоту світла, тобто вдвічі зменшити довжину хвилі), діапазон довжин хвиль можна розширити до 330 нм-600нм. Титан-сапфірові лазери використовуються для фемтосекундної спектроскопії, нелінійно-оптичних досліджень, генерації білого світла, генерації терагерцових хвиль тощо, а також використовуються в медицині.
3. Nd: YAG лазер
YAG - це абревіатура ітрієвого алюмінієвого гранату. Цей матеріал є лазерною кристалічною матрицею з найкращими комплексними характеристиками на даний момент. Після легування неодимом (Nd) він може випромінювати світло 1064 нм, а максимальна безперервна вихідна потужність може досягати 1000 Вт. У перші дні лампи-спалахи використовувалися як джерело накачування лазерів, але метод накачування лампами-спалахами має широкий спектральний діапазон, погане перекриття зі спектром поглинання середовища, що підсилює лазер, і велике теплове навантаження, що призводить до низька ефективність фотоелектричного перетворення. Тому для досягнення високої ефективності, високої потужності та тривалого терміну служби лазера зараз використовується накачування LD (лазерним діодом). Nd: YAG лазери можна використовувати для лікування гемангіом і пригнічення росту пухлини. Однак цей лазер має неселективне термічне ураження тканин. Під час коагуляції кровоносних судин пухлини надлишок енергії також пошкоджує навколишні нормальні тканини, і після операції, ймовірно, залишаться рубці. Тому лазери Nd:YAG в основному використовуються в хірургії, гінекології та ЛОР, але рідко в дерматології.
4.Yb:YAG лазер
Yb: YAG, YAG легований ітербієм (Yb), який може випромінювати світло 1030 нм. Довжина хвилі накачування Yb:YAG становить 941 нм, що дуже близько до довжини хвилі випромінювання, і може досягти квантової ефективності накачування 91,4%. Тепло, що виділяється насосом, пригнічується до рівня менше 10% (більша частина вхідної енергії перетворюється на енергію вихідного лазера, а невелика частина стає теплом, що означає, що ефективність перетворення дуже висока), що становить 25 % до 30 % Nd:YAG. Yb:YAG став одним із найбільш привабливих твердотільних лазерних носіїв. Високопотужні твердотільні лазери Yb:YAG з LD-накачуванням стали новою гарячою точкою досліджень і вважаються основним напрямком розробки високоефективних і потужних твердотільних лазерів.

На додаток до двох вищевказаних типів, YAG також можна легувати гольмієм (Ho), ербієм (Er) тощо. Ho:YAG може виробляти лазери з 2097 нм і 2091 нм, безпечні для очей людини, в основному придатні для оптичного зв’язку, радарів і медичні програми. Er:YAG випромінює 2,9 мкм світла, і людське тіло має високий рівень поглинання для цієї довжини хвилі, тому він має великий потенціал застосування в лазерній хірургії та судинній хірургії.

Газові лазерице лазери, які використовують газ як середовище посилення, як правило, накачуючи газовий розряд (подібно до твердотільних лазерів, тому я не буду вдаватися в подробиці). Типи газів включають атомарні гази (гелій-неонові лазери, іонні лазери благородних газів, лазери на парах металів), молекулярні гази (азотні лазери, лазери на вуглекислому газі), ексимерні гази та спеціальні газові лазери, які забезпечують накачування енергії через хімічні реакції.

1. He-Ne лазери
HeNe-лазер (HeNe) використовує суміш газів, що містить понад 75% He та менше 15% Ne як середовище підсилення. Залежно від робочого середовища він може випромінювати зелений (543,5 нм), жовтий (594,1 нм), оранжевий (612.0 нм), червоний (632,8 нм) і три ближніх інфрачервоних світла (1152 нм, 1523 нм і 3391 нм). ), серед яких найчастіше використовується червоне світло (632,8 нм). Вихідний промінь HeNe-лазера розподілений за Гауссом, а якість променя дуже стабільна. Хоча потужність невисока, він має хороші показники в області точних вимірювань.

2. Лазер на інертних газах
Поширеними лазерами на інертних газах є іони аргону (Ar+) і іони криптону (Kr+). Коефіцієнт перетворення енергії може досягати 0,6%, і він може видавати 30-50 Вт енергії безперервно та стабільно протягом тривалого часу, із терміном служби понад 1000 годин. Він в основному використовується в таких галузях досліджень, як лазерний дисплей, раманівська спектроскопія, голографія, нелінійна оптика, а також у медичній діагностиці, кольороподілі друку, метрології, обробці матеріалів та обробці інформації.

3. Лазер на парах металів
Лазери на парах металів беруть за приклад пари міді. Лазери на парі міді в основному випромінюють зелене світло (510,5 нм) і жовте світло (578,2 нм), які можуть досягати середньої потужності 100 Вт і пікової потужності 100 кВт. Його основна сфера застосування — джерело накачування лазерів на барвниках. Крім того, його також можна використовувати для високошвидкісної фотозйомки зі спалахом, проекційних телевізорів із великим екраном та обробки матеріалів.

4. Азотний молекулярний лазер
Азотний молекулярний лазер використовує азот як середовище підсилення та може випромінювати ультрафіолетове світло 337,1 нм, 357,7 нм і 315,9 нм з піковою потужністю до 45 кВт. Він може бути використаний як джерело світла насоса для лазерів на органічних барвниках, а також широко використовується для лазерного розділення ізотопів, флуоресцентної діагностики, надшвидкісної фотографії, виявлення забруднення, медичної допомоги, сільськогосподарського розведення та інших аспектів. Оскільки його коротка довжина хвилі полегшує фокусування для отримання маленької плями, його також можна використовувати для обробки субмікронних компонентів.

5. Вуглекислотний лазер
Середовище підсилення, яке використовується у вуглекислотних лазерах, — це вуглекислий газ, змішаний з гелієм і азотом, який може випромінювати дальнє інфрачервоне світло з довжинами хвиль 9,6 мкм і 10,6 мкм. Коефіцієнт перетворення енергії вуглекислотних лазерів високий, а вихідна потужність може коливатися від кількох ват до десятків тисяч ват. У поєднанні з надзвичайно високою якістю променя лазери на вуглекислому газі широко використовуються в обробці матеріалів, наукових дослідженнях, національній обороні та медицині.

6. Ексимериє нестабільними молекулами. Коли суміш різних інертних газів і галогенних газів заповнюється в резонансній порожнині, генеруються лазери з різними довжинами хвиль. Для досягнення збудження зазвичай використовуються релятивістські електронні пучки (енергія понад 200 кілоелектронвольт) або швидкі поперечні імпульсні розряди. Коли нестійкі молекулярні зв'язки збуджених ексимерів розриваються і дисоціюють на атоми основного стану, енергія збудженого стану виділяється у вигляді лазерного випромінювання. Він широко використовується в медицині, оптичному зв'язку, напівпровідникових дисплеях, дистанційному зондуванні, лазерній зброї та інших галузях.

Хімічні лазериє особливим типом газових лазерів, тобто лазерів, які використовують енергію, що виділяється в результаті хімічних реакцій, для досягнення інверсії населеностей. Більшість цих лазерів працює в режимі молекулярного переходу з типовим діапазоном довжин хвиль від ближнього до середнього інфрачервоного. Найважливішими приладами є фтористий водень (HF) і фтористий дейтерій (DF). Перший може виводити більше 15 спектральних ліній від 2,6 до 3,3 мікрон; останній має близько 25 спектральних ліній між 3,5 і 4,2 ​​мкм. На даний момент обидва пристрої можуть досягати потужності в кілька мегават. Завдяки своїй величезній енергії вони зазвичай використовуються в ядерній інженерії та військових сферах.

Лазери на барвникахце лазери, які використовують органічні барвники як лазерне середовище, зазвичай рідкий розчин. Порівняно з газоподібними та твердими лазерними середовищами, лазери на барвниках зазвичай можна використовувати в ширшому діапазоні довжин хвиль. Завдяки широкій смузі пропускання вони особливо підходять для регульованих лазерів і імпульсних лазерів. Однак через їх короткий середній термін служби та обмежену вихідну потужність їх в основному замінили твердотільні лазери з регульованою довжиною хвилі, такі як титан-сапфірові.

Напівпровідникові лазерице лазери, які використовують напівпровідникові матеріали як робочі матеріали. Методи збудження включають електричну інжекцію, збудження електронним пучком і оптичну накачування. Вони мають невеликі розміри, низьку ціну, високу ефективність, тривалий термін служби та низьке енергоспоживання. Їх можна використовувати в електронній інформації, лазерному друку, лазерних ручках, оптичному зв'язку, лазерних телевізорах, невеликих лазерних проекторах, електронній інформації, інтегрованій оптиці та інших сферах. Це найбільш практичний і важливий тип лазерів.

Волоконні лазеривідноситься до лазера, який використовує рідкоземельні скляні волокна як середовище посилення. Він має широкий спектр застосувань, включаючи лазерний волоконний зв’язок, лазерний космічний міжміський зв’язок, промислове суднобудування, виробництво автомобілів, лазерне гравірування, лазерне маркування, лазерне різання, виготовлення друкарських роликів, свердління/різання/зварювання металів і неметалів ( зварювання латуні, загартування, наплавлення та глибоке зварювання), військова оборонна безпека, медичне обладнання та інструменти, масштабна інфраструктура, як джерело насоса для інших лазерів, тощо

Лазери на вільних електронахце новий тип джерела когерентного випромінювання високої потужності, що відрізняється від традиційних лазерів. Він не потребує газу, рідини чи твердого тіла як робочого матеріалу, а безпосередньо перетворює кінетичну енергію високоенергетичного електронного пучка в енергію когерентного випромінювання. Тому можна також вважати, що робочим матеріалом лазера на вільних електронах є вільні електрони. Він має низку чудових характеристик, таких як висока потужність, висока ефективність, широкий діапазон налаштування довжини хвилі та часової структури ультракороткого імпульсу. Крім нього, жоден інший лазер не може мати такі характеристики одночасно. Він має багатообіцяючі перспективи в галузі досліджень фізики, лазерної зброї, лазерного термоядерного синтезу, фотохімії, оптичних комунікацій тощо.

JTBYShieldце підприємство, яке зосереджується на дослідженнях і розробках і виробництві високоякісних лазерів, і прагне надавати клієнтам професійні лазерні рішення для задоволення потреб різних галузей промисловості щодо точності та ефективності. Якщо вам потрібні лазерні вироби, зв’яжіться з нами!

1. Диверсифіковані продуктові лінії
JTBYShield пропонує різноманітні лазери, включаючи, але не обмежуючись, твердотільні лазери, волоконні лазери, CO2-лазери та напівпровідникові лазери тощо, щоб задовольнити потреби різних клієнтів.
Кожен лазер проходить суворий контроль якості та тестування продуктивності, щоб гарантувати його стабільність і надійність у різних середовищах застосування.
2. Якісна продукція
Передова технологія виробництва та високоякісні матеріали використовуються для забезпечення чудової якості променя лазера та тривалого терміну служби.
Вся продукція відповідає міжнародним стандартам і пройшла сертифікацію системи управління якістю ISO9001.
3. Якісне обслуговування
Надайте комплексні передпродажні консультації та технічну підтримку, щоб допомогти клієнтам вибрати лазер, який найкраще відповідає їхнім потребам.
Завдяки професійній команді післяпродажного обслуговування він може швидко реагувати на потреби клієнтів у технічному обслуговуванні та ремонті, щоб забезпечити нормальну роботу обладнання.
4. Професійні лазерні рішення
Надання індивідуальних лазерних рішень відповідно до конкретних потреб клієнтів, включаючи системну інтеграцію, розробку програмного забезпечення та навчання.
Співпрацюйте з багатьма науково-дослідними установами та підприємствами, щоб постійно розробляти нові технології та покращувати продуктивність продукції та рівень обслуговування.
5. Широкий спектр сфер застосування
Продукти широко використовуються в промисловій переробці, медичній красі, наукових дослідженнях та освіті, військовій обороні та інших галузях.
Лазери JTBYShield завоювали широке визнання завдяки своїй чудовій продуктивності та стабільності, особливо в галузі точного виробництва та високотехнологічних досліджень.

Контактна інформація:

Якщо у вас є якісь ідеї, не соромтеся поговорити з нами. Незалежно від того, де знаходяться наші клієнти та які наші вимоги, ми будемо слідувати своїй меті надавати нашим клієнтам високу якість, низькі ціни та найкращий сервіс.