Presentació de l'"ànima" dels làsers d'estat sòlid

Presentació de l'"ànima" dels làsers d'estat sòlid

Corrent principallàser d'estat sòlidmaterials

El nucli de qualsevol làser és la substància de treball del làser, i la substància de treball d'un làser d'estat sòlidlàserés essencialment sòlid. La majoria dels medis làser d'estat sòlid estan compostos de matrius cristal·lines i àtoms o ions dopats amb activitat làser, mentre que les matrius amorfes (de vidre) són relativament rares. S'espera que els darrers desenvolupaments en la tecnologia de preparació ceràmica ampliïn significativament l'àmbit d'aplicació dels materials làser de baix cost i alta qualitat, que es poden fabricar en una mida molt més gran que la dels materials cristal·lins.

Materials làser d'estat sòlid d'ús comú en el nucli

Rubí: La seva composició química és òxid d'alumini dopat amb crom (Cr:Al₂O₃). Els rubins artificials tenen una composició química similar als rubins de qualitat gemma, però són de major puresa i qualitat. Tenen un aspecte rosat i una longitud d'ona làser de 694,3 nanòmetres.

2. Granat d'itri i alumini dopat amb neodimi (Nd:YAG): cristall artificial, amb una longitud d'ona làser de 1064 nanòmetres, pertany a la llum infraroja propera i és completament invisible i perillós per als ulls. El Nd:YAG és actualment el material làser d'estat sòlid més utilitzat, superant amb escreix el robí. La raó principal és que el seu llindar làser és més baix i pot aconseguir una energia de sortida més alta amb la mateixa energia d'entrada.

3. Vanadat d'itri dopat amb neodimi (Nd:YVO₄). Sovint anomenat simplement "vanadat", s'ha convertit en el material preferit per a làsers d'estat sòlid bombats per díodes de baixa a mitjana potència (fins a diversos watts) a causa de la seva gran secció transversal d'emissió estimulada, el baix llindar làser i les característiques de sortida polaritzada. Les longituds d'ona de funcionament són de 1064 nanòmetres i 1340 nanòmetres, i després de duplicar la freqüència, pot generar làsers amb longituds d'ona de 532 nanòmetres i 670 nanòmetres.

4. Vidre dopat amb neodimi (Nd:Glass): Utilitzant vidre amorf com a matriu, les seves propietats làser són similars a les del Nd:YAG. El seu principal inconvenient és que la seva conductivitat tèrmica és relativament baixa, només 1/10 de la d'un cristall, cosa que dificulta el refredament en aplicacions d'alta potència. Tanmateix, el seu avantatge rau en el fet que es pot convertir en un medi làser amb un diàmetre superior a un peu, controlant eficaçment la densitat d'energia i evitant danys als components òptics a nivell de quilojoules.làser pulsat, i tenint un cost relativament baix.

Altres materials importants per a làsers d'estat sòlid, materials dopats amb erbi: incloent-hi el granat d'itri i alumini dopat amb erbi (Er:YAG, longitud d'ona de sortida de 2940 nanòmetres) i el vidre dopat amb erbi (Er:Glass, longitud d'ona de sortida de 1540 nanòmetres). Materials dopats amb holmi: incloent-hi el granat d'itri i alumini dopat amb holmi (Ho:YAG), el fluorur de liti i itri dopat amb holmi (Ho:YLF) i el vidre dopat amb holmi (Ho:vidre, longitud d'ona de sortida de 2000 a 2100 nanòmetres). Materials dopats amb tuli: incloent-hi el granat d'itri i alumini dopat amb tuli (Tm:YAG), el granat de luteci i alumini dopat amb tuli (Tm:LuAG) i el fluorur de liti i itri co-dopat amb tuli-holmi (Tm,Ho:YLF, longitud d'ona de sortida de 2000 a 2030 nanòmetres). Materials dopats amb itterbi: com ara tungstat de gadolini de potassi dopat amb itterbi (Yb:KGW, longitud d'ona de sortida de 1025 a 1045 nanòmetres). Alexandrita (longitud d'ona de sortida de 655 a 815 nanòmetres). Safir dopat amb titani (Ti:Safir, longitud d'ona de sortida de 840 a 1100 nanòmetres).