Nd:YAG-лазер

Nd:YAG лазер — твердотельный лазер. В качестве активной среды используется алюмо-иттриевый гранат («YAG», Y3Al5O12), легированный ионами неодима (Nd).

Nd:YAG лазер с открытой крышкой, показана генерация второй гармоники с длиной волны 532 нм, соответствующей зелёному цвету

Генерация происходит на длине волны 1064 нм. Такие лазеры могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме. Импульсные режимы отличаются характером генерации лазерного излучения. В свободной генерации длительность импульса обычно равна времени жизни верхнего лазерного уровня (около 250 мкс, зависит от концентрации неодима), импульс представляет собой набор пучков с длительностью до сотен наносекунд. В режиме модулированной добротности длительность может варьироваться от единиц наносекунд до микросекунд. Наибольшую импульсную мощность можно получить при работе в режиме модуляции добротности. Благодаря большой мощности, из импульса с длиной волны 1064 нм на нелинейном кристалле можно получить импульс с длиной волны вдвое, втрое, вчетверо (и т. д.) короче, например: 532 нм, 355 нм, 266 нм, 213 нм.

Принцип действия

В момент вспышки лампы накачки атомы активного элемента переходят в возбуждённое состояние и испускают фотоны. Пока атом не перешёл из возбуждённого состояния, влетающий в него фотон выбивает другой фотон, при этом когерентность, длина волны, поляризация, фаза хода у этих фотонов будут одинаковыми.

Активный элемент усиливает свет, но это ещё не лазер: для того, чтобы получился лазер, необходима генерация. Чтобы запустить генерацию, необходимо обеспечить обратную связь. Это достигается применением зеркал. Глухое зеркало возвращает более 99 % излучения, выходное зеркало возвращает около 90 % излучения, при этом на выходе будет всего 10 % излучения, КПД получается низким; если возвращать меньше излучения, то генерации не будет.

Применение

Твердотельные Nd:YAG-лазеры используются для:

  • Обработки материалов. При сварке материалов пучок импульсного лазера переносится на рабочую поверхность через оптическое волокно диаметром 0,5—2 мм с мощностью до 2 кВт.
  • Применение в медицине. Используются непрерывные Nd:YAG лазеры с малой мощностью 50 Вт.
  • Лазерной дальнометрии в военных целях — для лазерных видоискателей и указателей цели.
  • В научных целях.

Литература

Журнал Фотоника № 1 2009. с. 5. Ст. Гибридная лазерная сварка. К. Пауль, Ф. Ридель.

А. Г. Григорьянц, И. Н. Шиганов, А. М. Чирков. Гибридные технологии лазерной сварки. М. Изд. МГТУ им. Баумана, 2004.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.