La tecnología láser tiene caMe gusta la gente' s la vida desde todos los aspectos, pero hay muchos tipos de láser, con diferentes longitudes de onda y diferentes características, por lo que los campos de aplicación son diferentes. Creo que la mayoría de las personas tiene un pequeño dolor de cabeza ante los tipos de láser complicados. Por lo tanto, este artículo resume los distintos tipos de láser y explica las características y aplicaciones prácticas de cada tipo de láser, uno por uno.
Según los diferentes medios de trabajo, los láseres se dividen en láseres sólidos, láseres de gas, láseres de tinte, láseres de semiconductores, láseres de fibra y láseres de electrones libres. Entre ellos, hay muchos tipos subdivididos de láser de estado sólido y láser de gas. A excepción de los láseres de electrones libres, los principios básicos de funcionamiento de todo tipo de láseres son los mismos, incluida la fuente de la bomba, el resonador óptico y el medio de ganancia.
En los láseres de estado sólido, la luz se usa generalmente como fuente de bombeo, y los cristales o vidrios capaces de generar luz láser se denominan sustancias de trabajo láser. La sustancia de trabajo del láser está compuesta de una matriz y un ion activador. El material de la matriz proporciona una existencia y un entorno de trabajo adecuados para el ion de activación, y el proceso de generación de láser se completa con el ion de activación. Los iones activadores de uso común son principalmente iones de metales de transición, como cromo, diamante, níquel e iones de metales de tierras raras, como los iones de neodimio. Un reflector recubierto con una película dieléctrica en la superficie sirve como una lente de cavidad resonante, una de las cuales es un espejo completo y la otra es un medio espejo. Cuando se utilizan diferentes iones de activación, diferentes materiales de matriz y diferentes longitudes de onda de luz para la excitación, se emitirá una variedad de diferentes longitudes de onda de luz láser. Varios tipos de láseres de estado sólido y sus aplicaciones..
Láser de rubí
La longitud de onda del láser de salida es 694. {{1}} nm, y la tasa de conversión fotoeléctrica es baja, solo 0. 1%. Sin embargo, su larga vida de fluorescencia es propicia para el almacenamiento de energía, y puede generar una potencia de pulso de pico alto. El láser generado por una varilla de rubí con el grosor del núcleo de una pluma y dedos largos puede penetrar fácilmente en la lámina de hierro. Antes de la aparición de láseres YAG más eficientes, los láseres de rubí se usaban ampliamente en el corte y perforación con láser. Además, la luz de 694 nm es fácilmente absorbida por la melanina, por lo que el láser de rubí también se usa para el tratamiento de lesiones pigmentadas (manchas en la piel).
Láser de zafiro de titanio
Debido a sus propiedades cristalinas, tiene un amplio rango sintonizable (es decir, un rango de longitud de onda) y puede emitir luz con una longitud de onda de 660 nm-1200nm según las necesidades. Junto con la madurez de la tecnología de duplicación de frecuencia (que puede duplicar la frecuencia de la luz, es decir, reducir a la mitad la longitud de onda), el rango de longitud de onda se puede extender a 330 nm-600nm. Los láseres de zafiro de titanio se usan en espectrometría de femtosegundos, investigación de óptica no lineal, generación de luz blanca, generación de ondas de terahercios, etc., y tienen aplicaciones en belleza médica.
Yag
Es la abreviatura de granate de itrio y aluminio. Esta sustancia es actualmente la matriz de cristal láser más excelente con características integrales. Puede emitir luz 1064 nm después de dopado con neodimio (Nd), y la potencia de salida continua máxima puede alcanzar 1000 w. En los primeros días, se utilizó un flash de gas inerte como fuente de bombeo del láser. Sin embargo, el método de la bomba de flash tiene un amplio rango espectral, poca coincidencia con el espectro de absorción del medio de ganancia láser y una gran carga térmica, lo que resulta en una baja tasa de conversión fotoeléctrica. Por lo tanto, el uso de bombas LD (diodo láser) puede lograr una alta eficiencia, alta potencia y una larga vida útil del láser. El láser Nd: YAG se puede usar en el tratamiento de hemangiomas para inhibir el crecimiento tumoral. Sin embargo, el daño térmico de este láser a los tejidos no es selectivo. Mientras coagula los vasos sanguíneos del tumor, el exceso de energía también dañará los tejidos normales circundantes, dejando cicatrices después de la cirugía. Por lo tanto, los láseres de Nd: YAG se usan principalmente en cirugía, ginecología, rasgos faciales y menos en dermatología.
Yb: YAG, dopado con Yb (Yb) en YAG, puede emitir luz 1030 nm. Yb: YAG' la longitud de onda de la bomba es 941 nm, que está muy cerca de la longitud de onda de salida, lo que puede lograr una eficiencia cuántica de la bomba de 91. 4 %, y el calor generado con la bomba se suprime dentro de 10% (la mayor parte de la energía de entrada se convierte en salida Una pequeña parte de la energía del láser se convierte en calor, lo que significa que la eficiencia de conversión es muy alta), que es 25% a 30% de Nd: YAG. Yb: YAG se ha convertido en uno de los medios láser de estado sólido más notables. Bombillas LD de alta potencia Yb: los láseres de estado sólido YAG se han convertido en un nuevo punto de investigación y se consideran una dirección importante para el desarrollo de láseres de estado sólido de alta eficiencia y alta potencia.
Además de los dos tipos anteriores, YAG también se puede mezclar con erbio (Ho), erbio (Er) y similares. Ho: YAG puede generar láseres de 2097 nm y 2091 nm que son seguros para los ojos humanos. Es principalmente adecuado para comunicaciones ópticas, radares y aplicaciones médicas. Er: YAG emite 2. 9 μm de luz. El cuerpo humano tiene una alta tasa de absorción a esta longitud de onda y tiene un gran potencial de aplicación para la cirugía láser y la cirugía vascular.
Láser de tinte
Un láser que utiliza un tinte orgánico como medio láser, generalmente una solución líquida. En comparación con los medios láser de estado sólido y gaseoso, los láseres de tinte a menudo se pueden usar en un rango más amplio de longitudes de onda. El amplio ancho de banda los hace particularmente adecuados para láseres sintonizables y pulsados. Sin embargo, debido a su corta vida media y potencia de salida limitada, ha sido reemplazado básicamente por un láser de estado sólido con una longitud de onda ajustable como el zafiro de titanio.
Sláser emiconductor
Es un láser que utiliza material semiconductor como sustancia de trabajo. Existen tres tipos de métodos de excitación: inyección eléctrica, excitación por haz de electrones y bombeo óptico. Tamaño pequeño, bajo precio, alta eficiencia, larga vida útil, bajo consumo de energía, se puede utilizar en los campos de información electrónica, impresión láser, puntero láser, comunicación óptica, TV láser, proyector láser pequeño, información electrónica, óptica integrada. Tipo importante de láser.
Láser de fibra óptica
Se refiere al láser que utiliza fibra de vidrio dopada con elementos de tierras raras como medio de ganancia, que tiene una amplia gama de aplicaciones, incluida la comunicación de fibra láser, comunicación remota de espacio láser, construcción naval industrial, fabricación de automóviles, grabado láser, marcado láser, corte por láser , rollos de impresión, perforación / corte / soldadura de metal metálico (soldadura fuerte, temple, revestimiento y soldadura profunda), seguridad de defensa militar, equipos y equipos médicos, infraestructura a gran escala, como fuente de bombeo para otros láseres, etc.
Láser de electrones gratis
Es un nuevo tipo de fuente de radiación coherente de alta potencia que es diferente de los láseres tradicionales. No requiere gas, líquido o sólido como material de trabajo, pero convierte directamente la energía cinética de los haces de electrones de alta energía en energía radiante coherente. Por lo tanto, la sustancia de trabajo de un láser de electrones libres también puede considerarse como un electrón libre. Tiene una serie de características excelentes, como alta potencia, alta eficiencia, sintonización de largo alcance de longitudes de onda y la estructura temporal de pulsos ultracortos. Aparte de eso, ningún láser puede tener estas características al mismo tiempo. Tiene perspectivas muy prometedoras en investigación física, armas láser, fusión láser, fotoquímica y comunicaciones ópticas.