Couramment utilisé cristal rubis laser

Œuvres de l’état solide-laser

Laser à état solide avec un état solide matériaux laser que les lasers de travail de substances. En 1960, un laser à rubis TH Maiman invention est lasers à l’état solide, est le premier laser au monde. Des lasers à semi-conducteurs sont généralement composées d’un matériau au laser, la source d’excitation, la chambre de condenseur, un miroir de résonateur et l’alimentation électrique et d’autres composants.
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La matière solide de tels lasers utilisés de travail, est capable de produire l’émission stimulée ayant le rôle d’ions métalliques incorporés dans le cristal en. Dans le solide peut produire des effets d’émission stimulée d’ions métalliques sont principalement de trois types: (1) un ion de métal de transition (tels que Cr3 +); (2) la plupart des ions lanthanides (tels que Nd3 +, Sm2 +, Dy2 +, etc.); (3) actinide Département d’ions métalliques (tels que U3 +). Ces dopé dans la matrice solide de ions métalliques Les principales caractéristiques sont: une bande d’absorption efficace relativement large, l’efficacité relativement élevé de fluorescence, pointeur laser rouge une durée de vie de fluorescence relativement longue et les spectres de fluorescence relativement étroite, et donc sujettes à l’inversion et l’émission stimulée. Utilisé en tant que matrice à cristaux classe IOL sont les suivantes: corindon (NaAlSi2O6), grenat d’yttrium aluminium (Y3Al5, O12), le tungstate de calcium (CaWO4), le fluorure de calcium (CaF2), ainsi que l’yttrium aluminate (YAlO3), le béryllium lanthane (La2Be2O5) et le comme. Substrats de verre utilisés principalement silicates de verre optique de haute qualité, tels que le calcium classique, couronne de verre de baryum et le verre de couronne. Par rapport à la matrice cristalline, les principales caractéristiques du substrat en verre est préparé en pratique et facile à obtenir de grandes dimensions matériaux de haute qualité. La principale exigence pour les cristaux et la matrice de verre est la suivante: incorporation facile pour l’activation de l’ion métallique luminescent; avec de bonnes caractéristiques spectrales et des caractéristiques de transmittance optique élevée de l’optique (indice de réfraction) uniformité; physique laser sont adaptés à un fonctionnement à long terme et les propriétés chimiques (tels que les caractéristiques thermiques, des caractéristiques anti-dégradation, la stabilité chimique, etc.). lasers de cristal avec des rubis (Al2O3: Cr3 +) et grenat d’yttrium aluminium dopé au néodyme (en abrégé YAG: Nd3 +) est un représentant typique. Néodyme laser de verre est basé sur un laser de verre typique.

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Solid-state substance de travail laser

Substance de travail des lasers à l’état solide, cristal optiquement transparent ou verre comme matériau de substrat, dopés avec des ions actifs ou autre substance activation. Ce matériau de travail devrait pointeur laser astronomie généralement avoir une bonne propriétés physico - chimiques, les spectres de fluorescence étroite bande d’absorption forte et large et haute efficacité quantique de fluorescence.

Verre matériau laser facilement faite de matériau surdimensionné uniforme peut être utilisé en haute énergie ou les lasers de puissance de pointe élevées. Mais le spectre de fluorescence est large, la performance thermique médiocre, adapté à un fonctionnement de puissance moyenne élevée. Verre de néodyme commune en silicate, le phosphate et le verre fluoro. Début des années 1980, développé avec succès un coefficient de température négatif de l’indice de réfraction de verre de néodyme, elle peut être utilisée en petit laser de l’énergie haute fréquence de répétition.

Matériau de cristal laser a généralement de bonnes propriétés thermiques et mécaniques, des spectres de fluorescence étroite, mais se haute qualité et de grande taille de la matière complexe de la technologie de la croissance des cristaux. Depuis les années 1960, il a été incorporé dans une variété de plus de 300 sortes de terre rare ou d’oxyde transition de l’ion métallique et des cristaux de fluorure de réaliser une oscillation laser pointeur. Couramment utilisé cristal rubis laser (Cr: Al2O3, longueur d’onde 6943 nm), grenat d’yttrium aluminium dopé au néodyme (Nd: Y3Al5O12, en abrégé Nd: YAG, une longueur d’onde de 1,064 microns), de lithium fluorure d’yttrium (LiYF4, appelé YLF, Nd : YLF longueur d’onde de 1,047 ou 1,05 micron; Ho: Er: Tm: YLF, longueur d’onde de 2,06 microns) et similaires.
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Depuis 1973, il ya une classe de cristal de laser à auto-activation. Il est un élément chimique de cristaux ioniques actifs, et donc une forte concentration d’espèces ioniques actives, ne produira pas l’extinction de fluorescence. Ce gain élevé laser de cristal, seuil bas de pompage loin. Il ya cinq principales variétés de phosphate de néodyme (NdP5O14), le lithium néodyme tétraphosphate (NdLiP4O12) et le néodyme d’aluminium acide borique (NdAl3 (BO4 3)) et autres. Beaucoup d’entre eux sont cultivés par la méthode de flux, une petite taille des cristaux, il peut être utilisé pour les lasers à l’état solide à petite échelle.

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Il a été développé dans une variété de propriétés de fluorescence ont large bande cristaux lasers accordables tels que phonon borne transition chrysoberyl (Cr: BeAl2O4, 0,701 ~ 0,815 microns de longueur d’onde, salle de travail), un fluorure de magnésium nickel dopé (Ni: MgF2, une longueur d’onde 1.6 à 1.8 micron, les basses températures), le cérium dopé yttrium fluorure de lithium 5d → 4f transitions (Ce: YLF, 0,306 ~ 0,315 micron de longueur d’onde, d’excitation avec un laser à excimère, en travaillant à la température ambiante) et des centres de couleur à base d’halogénure alcalin d’un cristal de laser ( non dopé ou dopé au chlorure de potassium, le fluorure de lithium, etc., une longueur d’onde de 0,8 à 3,9 microns, la plupart des travaux à basse température).