Lasertechnologie heeft came in mensen' s leven vanuit alle aspecten, maar er zijn veel soorten lasers, met verschillende golflengten en verschillende kenmerken, dus de toepassingsgebieden zijn verschillend. Ik denk dat de meeste mensen een beetje hoofdpijn hebben bij gecompliceerde lasertypes. Daarom vat dit artikel de verschillende soorten lasers samen en legt het de kenmerken en praktische toepassingen van elk type laser één voor één uit.
Volgens verschillende werkmedia zijn lasers onderverdeeld in vaste lasers, gaslasers, kleurstoflasers, halfgeleiderlasers, vezellasers en vrije elektronenlasers. Onder hen zijn er veel onderverdeelde soorten halfgeleiderlasers en gaslasers. Behalve voor vrije elektronenlasers, zijn de basisprincipes van alle soorten lasers hetzelfde, inclusief de pompbron, optische resonator en versterkingsmedium.
In halfgeleiderlasers wordt licht over het algemeen gebruikt als pompbron, en kristallen of glazen die laserlicht kunnen genereren, worden laserbewerkende stoffen genoemd. De laserwerkstof bestaat uit een matrix en een activerend ion. Het matrixmateriaal biedt een geschikt bestaan en werkomgeving voor het activeringsion, en het lasergeneratieproces wordt voltooid door het activeringsion. Veel gebruikte activeringsionen zijn voornamelijk overgangsmetaalionen, zoals chroom-, diamant-, nikkel- en zeldzame aardmetaalionen, zoals neodymiumionen. Een reflector bekleed met een diëlektrische film op het oppervlak dient als een lens met resonantieholte, waarvan er één een volledige spiegel is en één een halve spiegel. Wanneer verschillende activerende ionen, verschillende matrixmaterialen en verschillende golflengten van licht worden gebruikt voor excitatie, zal een verscheidenheid aan verschillende golflengten van laserlicht worden uitgezonden. Verschillende soorten halfgeleiderlasers en hun toepassingen.
Robijnrode laser
De golflengte van de outputlaser is 694. {{{1}} nm en het foto-elektrische conversiepercentage is laag, slechts 0. 1%. De lange levensduur van de fluorescentie is echter bevorderlijk voor de opslag van energie en kan een hoog piekpulsvermogen afgeven. De laser gegenereerd door een robijnrode staaf met de dikte van een pennekern en lange vingers kan gemakkelijk de ijzeren plaat binnendringen. Vóór de opkomst van efficiëntere YAG-lasers, werden robijnrode lasers veel gebruikt bij lasersnijden en boren. Bovendien wordt 694 nm-licht gemakkelijk geabsorbeerd door melanine, dus de robijnrode laser wordt ook gebruikt voor de behandeling van gepigmenteerde laesies (huidvlekken op de huid).
Titanium saffierlaser
Vanwege zijn kristaleigenschappen heeft het een breed afstembare bereik (dat wil zeggen een golflengtebereik) en kan het licht naar behoefte produceren met een golflengte van 660 nm-1200nm. In combinatie met de volwassenheid van frequentieverdubbelingstechnologie (die de lichtfrequentie kan verdubbelen, dat wil zeggen de golflengte halveren), kan het golflengtebereik worden uitgebreid tot 330 nm-600nm. Titanium saffierlasers worden gebruikt in femtoseconde-spectrometrie, niet-lineair optisch onderzoek, het genereren van wit licht, het genereren van terahertzgolven, enz., En hebben toepassingen in medische schoonheid.
YAG
Het is de afkorting van yttrium-aluminium-granaat. Deze stof is momenteel de meest uitstekende laserkristalmatrix met uitgebreide eigenschappen. Het kan 1064 nm-licht afgeven nadat het is gedoteerd met neodymium (Nd), en het maximale continue uitgangsvermogen kan 1000 w bereiken. Vroeger werd een inert gasflits gebruikt als pompbron van de laser. De flitspompmethode heeft echter een breed spectraal bereik, een slechte samenloop met het absorptiespectrum van het laserversterkingsmedium en een grote thermische belasting, wat resulteert in een lage foto-elektrische conversiesnelheid. Daarom kan het gebruik van LD (laserdiode) pompen een hoog rendement, hoog vermogen en een lange levensduur van de laser bereiken. Nd: YAG-laser kan worden gebruikt bij de behandeling van hemangiomen om tumorgroei te remmen. De thermische schade van deze laser aan weefsels is echter niet-selectief. Bij het coaguleren van tumorbloedvaten zal overtollige energie ook de omliggende normale weefsels beschadigen en littekens achterlaten na de operatie. Daarom worden Nd: YAG-lasers meestal gebruikt bij chirurgie, gynaecologie, gelaatstrekken en minder bij dermatologie.
Yb: YAG, gedoteerd met Yb (Yb) in YAG, kan 1030 nm-licht afgeven. Yb: YAG' s pompgolflengte is 941 nm, wat zeer dicht bij de uitgangsgolflengte ligt, wat een pomphumuminefficiëntie van 91 kan bereiken. 4 %, en de warmte die met de pomp wordt gegenereerd, wordt onderdrukt tot binnen 10% (het grootste deel van de ingevoerde energie wordt omgezet in output) Een klein deel van de laserenergie wordt warmte, wat betekent dat de conversie-efficiëntie zeer hoog is), dat is 25% tot 30% van Nd: YAG. Yb: YAG is een van de meest opvallende solid-state lasermedia geworden. LD-gepompte Yb: YAG halfgeleiderlasers met hoog vermogen zijn een nieuwe hotspot voor onderzoek geworden en worden beschouwd als een belangrijke richting voor de ontwikkeling van hoogrenderende halfgeleiderlasers met hoog vermogen.
Naast de bovengenoemde twee typen kan YAG ook worden gemengd met erbium (Ho), erbium (Er) en dergelijke. Ho: YAG kan 2097 nm- en 2091 nm-lasers genereren die veilig zijn voor het menselijk oog. Het is vooral geschikt voor optische communicatie, radar en medische toepassingen. Er: YAG-uitgangen 2. 9 μm licht. Het menselijk lichaam heeft een hoge absorptiesnelheid bij deze golflengte en heeft een groot toepassingspotentieel voor laserchirurgie en vaatchirurgie.
Kleurstof laser
Een laser die een organische kleurstof als lasermedium gebruikt, meestal een vloeibare oplossing. In vergelijking met gasvormige en halfgeleiderlasermedia, kunnen kleurstoflasers vaak worden gebruikt over een breder scala aan golflengten. Door de grote bandbreedte zijn ze bijzonder geschikt voor afstembare en gepulseerde lasers. Vanwege de korte gemiddelde levensduur en het beperkte uitgangsvermogen is het echter in feite vervangen door een solid-state laser met een afstembare golflengte zoals titaniumsaffier.
Semiconductor laser
Het is een laser die halfgeleidermateriaal als werkstof gebruikt. Er zijn drie soorten excitatiemethoden: elektrische injectie, elektronenstraalexcitatie en optisch pompen. Klein formaat, lage prijs, hoog rendement, lange levensduur, laag stroomverbruik, kan worden gebruikt op het gebied van elektronische informatie, laserprinten, laseraanwijzer, optische communicatie, laser-tv, kleine laserprojector, elektronische informatie, geïntegreerde optiek De meest belangrijk type laser.
Glasvezel laser
Het verwijst naar de laser die glasvezel met zeldzame-aarde-elementen gebruikt als versterkingsmedium, dat een breed scala aan toepassingen heeft, waaronder laservezelcommunicatie, lasercommunicatie op afstand, industriële scheepsbouw, autofabricage, lasergravure, lasermarkering, lasersnijden , drukrollen, metaal Boren / snijden / lassen van metaal (hardsolderen, afschrikken, bekleden en diep lassen), militaire defensiebeveiliging, medische apparatuur en uitrusting, grootschalige infrastructuur, als pompbron voor andere lasers, enz.
Gratis elektronenlaser
Het is een nieuw type krachtige coherente stralingsbron die verschilt van traditionele lasers. Het heeft geen gas, vloeistof of vaste stof nodig als werkmateriaal, maar zet de kinetische energie van hoogenergetische elektronenstralen direct om in coherente stralingsenergie. Daarom kan de werkstof van een vrije-elektronenlaser ook als een vrij elektron worden beschouwd. Het heeft een reeks uitstekende kenmerken, zoals een hoog vermogen, een hoog rendement, een brede waaier aan afstemming van golflengten en de tijdstructuur van ultrakorte pulsen. Afgezien daarvan kan geen enkele laser deze kenmerken tegelijkertijd hebben. Het heeft veelbelovende vooruitzichten in natuurkundig onderzoek, laserwapens, lasersmelting, fotochemie en optische communicatie.