A tecnologia laser tem came na vida das pessoas&39; sob todos os aspectos, mas existem muitos tipos de lasers, com comprimentos de onda diferentes e características diferentes, portanto os campos de aplicação são diferentes. Acredito que a maioria das pessoas tenha um pouco de dor de cabeça diante de tipos complicados de laser. Portanto, este artigo resume os vários tipos de lasers e explica as características e aplicações práticas de cada tipo de laser, um por um.
De acordo com diferentes meios de trabalho, os lasers são divididos em lasers sólidos, lasers a gás, lasers corantes, lasers semicondutores, lasers de fibra e lasers de elétrons livres. Entre eles, existem muitos tipos subdivididos de lasers de estado sólido e lasers de gás. Exceto para lasers de elétrons livres, os princípios básicos de funcionamento de todos os tipos de lasers são os mesmos, incluindo a fonte da bomba, o ressonador óptico e o meio de ganho.
Nos lasers de estado sólido, a luz é geralmente usada como fonte de bomba, e cristais ou óculos capazes de gerar luz a laser são chamados de substâncias que funcionam com laser. A substância de trabalho do laser é composta por uma matriz e um íon ativador. O material da matriz fornece uma existência e um ambiente de trabalho adequados para o íon ativador, e o processo de geração do laser é completado pelo íon ativador. Os íons ativadores comumente usados são principalmente os íons metálicos de transição, como cromo, diamante, níquel e íons metálicos de terras raras, como os íons neodímio. Um refletor revestido com um filme dielétrico na superfície serve como uma lente de cavidade ressonante, uma das quais é um espelho completo e a outra é um meio espelho. Quando diferentes íons de ativação, diferentes materiais da matriz e diferentes comprimentos de onda da luz são usados para excitação, uma variedade de diferentes comprimentos de onda da luz do laser será emitida. Vários tipos de lasers de estado sólido e suas aplicações.
Laser Ruby
O comprimento de onda do laser de saída é 694. {{1}} nm e a taxa de conversão fotoelétrica é baixa, apenas 0. 1%. No entanto, sua longa vida útil de fluorescência é propícia ao armazenamento de energia e pode gerar potência de pulso de pico alto. O laser gerado por uma haste de rubi com a espessura de um núcleo de caneta e dedos longos pode facilmente penetrar na chapa de ferro. Antes do surgimento de lasers YAG mais eficientes, os lasers de rubi eram amplamente utilizados no corte e perfuração a laser. Além disso, a luz 694 nm é facilmente absorvida pela melanina; portanto, o laser de rubi também é usado para o tratamento de lesões pigmentadas (manchas na pele).
Laser de safira em titânio
Devido às suas propriedades de cristal, possui uma ampla faixa ajustável (isto é, uma faixa de comprimento de onda) e pode emitir luz com um comprimento de onda de 660 nm-1200nm, de acordo com as necessidades. Juntamente com a maturidade da tecnologia de duplicação de frequência (que pode dobrar a frequência da luz, ou seja, diminuindo pela metade o comprimento de onda), a faixa de comprimento de onda pode ser estendida para 330 nm-600nm. Os lasers de safira de titânio são usados em espectrometria de femtossegundos, pesquisa em óptica não linear, geração de luz branca, geração de ondas terahertz, etc., e têm aplicações em beleza médica.
YAG
É a abreviação de granada de alumínio de ítrio. Atualmente, esta substância é a matriz de cristal laser mais excelente, com características abrangentes. Ele pode emitir 1064 nm de luz depois de dopado com neodímio (Nd), e a potência máxima de saída contínua pode atingir 1000 w. Nos primeiros dias, um flash de gás inerte era usado como fonte de bomba do laser. No entanto, o método da bomba de flash possui uma ampla faixa espectral, baixa coincidência com o espectro de absorção do meio de ganho do laser e uma grande carga térmica, o que resulta em uma baixa taxa de conversão fotoelétrica. Portanto, o uso de bombas LD (diodo laser) pode obter alta eficiência, alta potência e longa vida útil do laser. O laser Nd: YAG pode ser usado no tratamento de hemangiomas para inibir o crescimento tumoral. No entanto, o dano térmico deste laser nos tecidos não é seletivo. Ao coagular os vasos sanguíneos tumorais, o excesso de energia também danifica os tecidos normais ao redor, deixando cicatrizes após a cirurgia. Portanto, os lasers Nd: YAG são usados principalmente em cirurgia, ginecologia, características faciais e menos em dermatologia.
Yb: YAG, dopado com Yb (Yb) em YAG, pode emitir 1030 nm de luz. Yb: o comprimento de onda da bomba de YAG' é 941 nm, muito próximo ao comprimento de onda de saída, que pode atingir uma eficiência quântica da bomba de 91. 4 % e o calor gerado com a bomba é suprimido em 10% (a maior parte da energia de entrada é convertida em saída. Uma pequena parte da energia do laser se transforma em calor, o que significa que a eficiência da conversão é muito alta), que é de 25% a 30% de Nd: YAG. Yb: YAG tornou-se uma das mídias laser de estado sólido mais visíveis. Os lasers de estado sólido Yb: YAG de alta potência bombeados por LD tornaram-se um novo hotspot de pesquisa e são considerados uma direção importante para o desenvolvimento de lasers de estado sólido de alta eficiência e alta potência.
Além dos dois tipos acima, o YAG também pode ser misturado com érbio (Ho), érbio (Er) e similares. Ho: YAG pode gerar lasers 2097 nm e 2091 nm que são seguros para os olhos humanos. É principalmente adequado para comunicação óptica, radar e aplicações médicas. Er: YAG emite 2. 9 μm de luz. O corpo humano tem uma alta taxa de absorção nesse comprimento de onda e possui grande potencial de aplicação para cirurgia a laser e cirurgia vascular.
Laser de tintura
Um laser que usa um corante orgânico como meio de laser, geralmente uma solução líquida. Em comparação com a mídia de laser gasosa e de estado sólido, os lasers de tintura podem ser usados com freqüência em uma faixa mais ampla de comprimentos de onda. A ampla largura de banda os torna particularmente adequados para lasers sintonizáveis e pulsados. No entanto, devido à sua curta vida média e potência limitada de saída, foi basicamente substituído por um laser de estado sólido com um comprimento de onda ajustável, como a safira de titânio.
Slaser emicondutor
É um laser que utiliza material semicondutor como substância de trabalho. Existem três tipos de métodos de excitação: injeção elétrica, excitação por feixe de elétrons e bombeamento óptico. Tamanho pequeno, preço baixo, alta eficiência, longa vida útil, baixo consumo de energia, pode ser usado nos campos de informações eletrônicas, impressão a laser, ponteiro laser, comunicação óptica, TV a laser, projetor a laser pequeno, informações eletrônicas, óptica integrada tipo importante de laser.
Laser de fibra ótica
Refere-se ao laser que utiliza fibra de vidro dopada com elementos de terras raras como meio de ganho, que tem uma ampla gama de aplicações, incluindo comunicação por fibra laser, comunicação remota por espaço a laser, construção naval industrial, fabricação de automóveis, gravação a laser, marcação a laser, corte a laser , rolos de impressão, metal Perfuração / corte / soldagem de metal (brasagem, resfriamento, revestimento e soldagem profunda), segurança de defesa militar, equipamentos e equipamentos médicos, infraestrutura em larga escala, como fonte de bomba para outros lasers, etc.
Laser eletrônico gratuito
É um novo tipo de fonte de radiação coerente de alta potência, diferente dos lasers tradicionais. Não requer gás, líquido ou sólido como material de trabalho, mas converte diretamente a energia cinética dos feixes de elétrons de alta energia em energia radiante coerente. Portanto, a substância de trabalho de um laser de elétron livre também pode ser considerada como um elétron livre. Possui uma série de excelentes características, como alta potência, alta eficiência, sintonia ampla de comprimentos de onda e a estrutura temporal de pulsos ultra curtos. Além disso, nenhum laser pode ter essas características ao mesmo tempo. Ele tem perspectivas muito promissoras em pesquisa em física, armas a laser, fusão a laser, fotoquímica e comunicações ópticas.