მყარი მდგომარეობის ლაზერების „სულის“ გაცნობა

მყარი მდგომარეობის ლაზერების „სულის“ გაცნობა

მეინსტრიმიმყარი მდგომარეობის ლაზერიმასალები

ნებისმიერი ლაზერის ბირთვი არის ლაზერული სამუშაო ნივთიერება და მყარი მდგომარეობის სამუშაო ნივთიერებალაზერიარსებითად მყარია. მყარი მდგომარეობის ლაზერული მედიის უმეტესობა შედგება კრისტალური მატრიცებისა და ლაზერული აქტივობის მქონე დოპირებული ატომებისა ან იონებისგან, ხოლო ამორფული (მინის) მატრიცები შედარებით იშვიათია. კერამიკული მომზადების ტექნოლოგიის უახლესი განვითარება, სავარაუდოდ, მნიშვნელოვნად გააფართოვებს დაბალი ღირებულების და მაღალი ხარისხის ლაზერული მასალების გამოყენების სფეროს, რომელთა დამზადებაც შესაძლებელია კრისტალურ მასალებზე გაცილებით დიდი ზომით.

ბირთვის ფართოდ გამოყენებადი მყარი მდგომარეობის ლაზერული მასალები

ლალი: მისი ქიმიური შემადგენლობა ქრომით დოპირებული ალუმინის ოქსიდია (Cr:Al₂O₃). ხელოვნურ ლალებს მსგავსი ქიმიური შემადგენლობა აქვთ ძვირფასი ქვის ხარისხის ლალების, მაგრამ უფრო მაღალი სისუფთავისა და ხარისხისაა. ისინი ვარდისფერია და ლაზერული ტალღის სიგრძე 694.3 ნანომეტრია.

2. ნეოდიმის დოპირებული იტრიუმის ალუმინის გარნეტი (Nd:YAG): ხელოვნური კრისტალი, 1064 ნანომეტრიანი ლაზერული ტალღის სიგრძით, ის მიეკუთვნება ახლო ინფრაწითელ სინათლეს და სრულიად უხილავი და თვალებისთვის სახიფათოა. Nd:YAG ამჟამად ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მყარი მდგომარეობის ლაზერული მასალაა, რომელიც გაცილებით აღემატება ლალისას. ძირითადი მიზეზი ის არის, რომ მისი ლაზერული ზღურბლი უფრო დაბალია და მას შეუძლია მიაღწიოს უფრო მაღალ გამომავალ ენერგიას იმავე შემავალი ენერგიის პირობებში.

3. ნეოდიმით დოპირებული იტრიუმის ვანადატი (Nd:YVO₄) ხშირად უბრალოდ „ვანადატად“ მოიხსენიება და დაბალი და საშუალო სიმძლავრის (რამდენიმე ვატამდე) დიოდური ტუმბოთი მომუშავე მყარი მდგომარეობის ლაზერებისთვის სასურველი მასალა გახდა მისი დიდი სტიმულირებული ემისიის განივი კვეთის, დაბალი ლაზერული ზღურბლისა და პოლარიზებული გამომავალი მახასიათებლების გამო. სამუშაო ტალღის სიგრძეებია 1064 ნანომეტრი და 1340 ნანომეტრი, ხოლო სიხშირის გაორმაგების შემდეგ, მას შეუძლია გამოსცეს ლაზერები 532 ნანომეტრისა და 670 ნანომეტრის ტალღის სიგრძით.

4. ნეოდიმის დოპირებული მინა (Nd:Glass): ამორფული მინის მატრიცად გამოყენებით, მისი ლაზერული თვისებები Nd:YAG-ის მსგავსია. მისი ძირითადი ნაკლი ის არის, რომ მისი თბოგამტარობა შედარებით დაბალია, კრისტალის თბოგამტარობის მხოლოდ 1/10, რაც ართულებს მის გაგრილებას მაღალი სიმძლავრის აპლიკაციებში. თუმცა, მისი უპირატესობა იმაში მდგომარეობს, რომ მისგან შესაძლებელია ერთ ფუტზე მეტი დიამეტრის მქონე ლაზერული მედიის დამზადება, რაც ეფექტურად აკონტროლებს ენერგიის სიმკვრივეს და თავიდან აიცილებს ოპტიკური კომპონენტების დაზიანებას კილოჯოულის დონეზე.პულსური ლაზერიდა შედარებით დაბალი ფასი აქვს.

სხვა მნიშვნელოვანი მყარი მდგომარეობის ლაზერული მასალები, ერბიუმით დოპირებული მასალები: მათ შორის ერბიუმით დოპირებული იტრიუმის ალუმინის გარნეტი (Er:YAG, გამომავალი ტალღის სიგრძე 2940 ნანომეტრი) და ერბიუმით დოპირებული მინა (Er:Glass, გამომავალი ტალღის სიგრძე 1540 ნანომეტრი). ჰოლმიუმით დოპირებული მასალები: მათ შორის ჰოლმიუმით დოპირებული იტრიუმის ალუმინის გარნეტი (Ho:YAG), ჰოლმიუმით დოპირებული ლითიუმ-იტრიუმის ფტორიდი (Ho:YLF) და ჰოლმიუმით დოპირებული მინა (Ho:glass, გამომავალი ტალღის სიგრძე 2000-დან 2100 ნანომეტრამდე). თულიუმით დოპირებული მასალები: მათ შორის თულიუმით დოპირებული იტრიუმის ალუმინის გარნეტი (Tm:YAG), თულიუმით დოპირებული ლუტეციუმის ალუმინის გარნეტი (Tm:LuAG) და თულიუმ-ჰოლმიუმით კოდოპირებული ლითიუმის იტრიუმის ფტორიდი (Tm,Ho:YLF, გამოსასვლელი ტალღის სიგრძე 2000-დან 2030 ნანომეტრამდე). იტერბიუმის დოპირებული მასალები: როგორიცაა იტერბიუმის დოპირებული კალიუმის გადოლინიუმის ვოლფრამი (Yb:KGW, გამოსასვლელი ტალღის სიგრძე 1025-დან 1045 ნანომეტრამდე). ალექსანდრიტი (გამოსასვლელი ტალღის სიგრძე 655-დან 815 ნანომეტრამდე). ტიტანით დოპირებული საფირონი (Ti:საფირონი, გამოსასვლელი ტალღის სიგრძე 840-დან 1100 ნანომეტრამდე).