Laserová technológia má cami do ľudí' zo všetkých hľadísk, ale existuje veľa typov laserov s rôznymi vlnovými dĺžkami a rôznymi charakteristikami, takže oblasti použitia sú rôzne. Verím, že väčšina ľudí má trochu bolesti hlavy, keď čelia komplikovaným typom laserov. Tento článok preto sumarizuje rôzne typy laserov a vysvetľuje vlastnosti a praktické aplikácie každého typu lasera jeden po druhom.
Podľa rôznych pracovných médií sa lasery delia na pevné lasery, plynové lasery, farbiace lasery, polovodičové lasery, vláknové lasery a lasery s voľnými elektrónmi. Medzi nimi existuje veľa druhov laserov v tuhej fáze a plynových laserov. Okrem bezplatných elektrónových laserov sú základné pracovné princípy všetkých druhov laserov rovnaké, vrátane zdroja pumpy, optického rezonátora a zosilňovacieho média.
V laseroch v tuhom stave sa svetlo zvyčajne používa ako zdroj pumpy a kryštály alebo sklá schopné generovať laserové svetlo sa nazývajú látky pracujúce s laserom. Laserová pracovná látka sa skladá z matrice a aktivačného iónu. Matricový materiál poskytuje vhodné existenciu a pracovné prostredie pre aktivačný ión a proces generovania laserom je ukončený aktivačným iónom. Bežne používané aktivačné ióny sú hlavne ióny prechodných kovov, ako sú chróm, diamant, nikel a ióny kovov vzácnych zemín, ako sú ióny neodýmu. Reflektor potiahnutý dielektrickým filmom na povrchu slúži ako šošovka rezonančnej dutiny, z ktorých jedna je zrkadlo plné a druhé zrkadlo. Ak sa na excitáciu použijú rôzne aktivačné ióny, rôzne matricové materiály a rôzne vlnové dĺžky svetla, bude emitované množstvo rôznych vlnových dĺžok laserového svetla. Rôzne typy polovodičových laserov a ich aplikácie.
Ruby laser
Výstupná vlnová dĺžka lasera je 694. {{{{1}} nm a miera fotoelektrickej konverzie je nízka, iba 0. 1%. Jeho dlhá životnosť fluorescencie však vedie k ukladaniu energie a môže vydávať vysoký špičkový pulzný výkon. Laser generovaný rubínovou tyčou s hrúbkou jadra pera a dlhými prstami môže ľahko preniknúť do železného plechu. Pred vznikom efektívnejších YAG laserov sa rubínové lasery široko používali pri rezaní a vŕtaní laserom. Svetlo 694 nm sa navyše ľahko absorbuje melanínom, takže sa rubínový laser používa aj na ošetrenie pigmentovaných lézií (kožné škvrny na koži).
Titánový zafírový laser
Vďaka svojim kryštalickým vlastnostiam má široký laditeľný rozsah (tj rozsah vlnových dĺžok) a podľa potreby môže vydávať svetlo s vlnovou dĺžkou 660 nm-1200 nm. V spojení s technológiou vyspelosti zdvojnásobenia frekvencie (ktorá môže zdvojnásobiť frekvenciu svetla, tj polovičnú vlnovú dĺžku) je možné rozsah vlnových dĺžok rozšíriť na 330 nm-600 nm. Titánové zafírové lasery sa používajú vo femtosekundovej spektrometrii, pri výskume nelineárnej optiky, pri výrobe bieleho svetla, pri generácii terahertzových vĺn atď. A majú uplatnenie v lekárskej kráse.
YAG
Je to skratka hliníkového granátu ytria. Táto látka je v súčasnosti najlepšia laserová kryštalická matrica s komplexnými charakteristikami. Môže vydávať svetlo 1064 nm po dopovaní neodymom (Nd) a maximálny trvalý výstupný výkon môže dosiahnuť 1000 w. V prvých dňoch sa ako zdroj pumpy lasera použil záblesk inertného plynu. Metóda bleskovej pumpy má však široký spektrálny rozsah, zlú zhodu s absorpčným spektrom média na získanie lasera a veľké tepelné zaťaženie, čo vedie k nízkej rýchlosti fotoelektrickej konverzie. Preto pomocou čerpadiel LD (laserová dióda) možno dosiahnuť vysokú účinnosť, vysoký výkon a dlhú životnosť lasera. Laser Nd: YAG sa môže použiť na liečenie hemangiómov na inhibíciu rastu nádoru. Avšak tepelné poškodenie tohto tkaniva laserom nie je selektívne. Pri zrážaní krvných ciev nádoru prebytočná energia tiež poškodzuje okolité normálne tkanivá a po operácii zanecháva jazvy. Preto sa lasery Nd: YAG väčšinou používajú v chirurgii, gynekológii, rysoch tváre a menej v dermatológii.
Yb: YAG dopovaný pomocou Yb (Yb) v YAG môže vydávať 1030 nm svetlo. Yb: YAG' s vlnová dĺžka pumpy je 941 nm, čo je veľmi blízko výstupnej vlnovej dĺžke, čo môže dosiahnuť kvantovú účinnosť pumpy 91. 4 % a teplo generované pomocou pumpy je potlačené s presnosťou na 10% (väčšina vstupnej energie sa prevádza na výstup. Malá časť laserovej energie sa stáva teplom, čo znamená, že účinnosť konverzie je veľmi vysoká), čo je 25% až 30% z Nd: YAG. Yb: YAG sa stalo jedným z najvýraznejších pevných laserových médií. Vysoko výkonné lasery Yb s čerpaním LD: YAG sa stali novým výskumným hotspotom a považujú sa za hlavný smer vývoja vysokoúčinných polovodičových laserov s vysokou účinnosťou.
Okrem vyššie uvedených dvoch typov môže byť YAG tiež zmiešaný s erbiom (Ho), erbiom (Er) a podobne. Ho: YAG dokáže generovať lasery 2097 nm a 2091 nm, ktoré sú bezpečné pre ľudské oči. Je vhodný najmä pre optické komunikácie, radary a lekárske aplikácie. Er: Výstupy YAG 2. 9 μm svetla. Ľudské telo má pri tejto vlnovej dĺžke vysokú mieru absorpcie a má veľký aplikačný potenciál pre laserové a vaskulárne operácie.
Farebný laser
Laser, ktorý používa ako laserové médium organické farbivo, obvykle tekutý roztok. V porovnaní s plynnými a pevnými laserovými médiami sa farebné lasery môžu často používať v širšom rozsahu vlnových dĺžok. Široká šírka pásma ich robí zvlášť vhodnými pre laditeľné a pulzné lasery. Avšak kvôli svojej krátkej strednej životnosti a obmedzenému výstupnému výkonu bol v podstate nahradený laserom v pevnej fáze s laditeľnou vlnovou dĺžkou, ako je titánový zafír.
Semiconductor laser
Je to laser využívajúci polovodičový materiál ako pracovnú látku. Existujú tri typy metód excitácie: elektrické vstrekovanie, excitácia elektrónovým lúčom a optické čerpanie. Malá veľkosť, nízka cena, vysoká účinnosť, dlhá životnosť, nízka spotreba energie, je možné použiť v oblasti elektronických informácií, laserovej tlače, laserového ukazovátka, optickej komunikácie, laserovej televízie, malého laserového projektora, elektronických informácií, integrovanej optiky dôležitý typ lasera.
Vláknový laser
Vzťahuje sa na laser, ktorý ako ziskové médium používa sklenené vlákno dopované prvkami zo vzácnych zemín, ktoré má širokú škálu aplikácií vrátane komunikácie laserovými vláknami, laserovej vesmírnej komunikácie na diaľku, priemyselného staviteľstva lodí, automobilovej výroby, laserového gravírovania, laserového značenia, laserového rezania , tlačové valce, kovové Vŕtanie / rezanie / zváranie kovov (spájkovanie, kalenie, opláštenie a hlboké zváranie), vojenské obranné zabezpečenie, lekárske vybavenie a vybavenie, rozsiahla infraštruktúra, ako zdroj pumpy pre iné lasery atď.
Elektrónový laser zadarmo
Je to nový typ vysoko výkonného koherentného zdroja žiarenia, ktorý sa líši od tradičných laserov. Nevyžaduje si ako pracovný materiál plyn, kvapalinu alebo tuhé látky, ale priamo premieňa kinetickú energiu vysokoenergetických elektrónových lúčov na súvislú žiarivú energiu. Preto je možné pracovnú látku voľného elektrónového lasera považovať aj za voľný elektrón. Má sériu vynikajúcich charakteristík, ako je vysoký výkon, vysoká účinnosť, široké ladenie vlnových dĺžok a časová štruktúra ultra krátkych impulzov. Okrem toho žiadny laser nemôže mať tieto vlastnosti súčasne. Má veľmi sľubné vyhliadky vo výskume fyziky, laserových zbraniach, laserových fúziách, fotochémii a optických komunikáciách.