Značilnosti in uporaba različnih laserjev

Laserska tehnologija je vstopila v življenja ljudi z vseh vidikov, vendar obstaja veliko vrstLaserji, vsak z različnimi valovnimi dolžinami in lastnostmi, zato so tudi področja uporabe različna.

Laserje glede na delovni medij delimo na šest tipov: trdni laserji, plinski laserji, barvni laserji, polprevodniški laserji, vlakneni laserji in laserji na prostih elektronih. Med njimi imajo trdni laserji in plinski laserji veliko pododdelkov. Razen pri laserjih s prostimi elektroni so osnovni principi delovanja različnih laserjev enaki, vključno s tremi deli: vir črpalke, optična resonančna votlina in ojačevalni medij.

Trdni laserji, se svetloba običajno uporablja kot vir črpalke, kristal ali steklo, ki lahko ustvari laser, pa se imenuje laserski delovni material. Laserski delovni material je sestavljen iz dveh delov: matriksa in aktivacijskih ionov. Matrični material zagotavlja ustrezen obstoj in delovno okolje za aktivacijske ione, aktivacijski ioni pa zaključijo proces laserskega ustvarjanja. Običajno uporabljeni aktivacijski ioni so predvsem ioni prehodnih kovin, kot so krom, kobalt, ioni niklja in ioni redkih zemeljskih kovin, kot so neodimovi ioni. Reflektor z dielektričnim filmom na površini se uporablja kot leča z resonančno votlino, od katerih je ena polni reflektor, druga pa polovični reflektor. Ko se za vzbujanje uporabljajo različni aktivacijski ioni, različni materiali matrike in različne valovne dolžine svetlobe, se bodo oddajali laserji različnih valovnih dolžin.

1. Ruby laser
Izhodna valovna dolžina laserja je 694,3 nm, stopnja fotoelektrične pretvorbe pa je nizka, le 0,1 %. Vendar pa je njegova življenjska doba fluorescence dolga, kar prispeva k shranjevanju energije in lahko proizvede večjo konično moč impulza. Laser, ki ga ustvari rubinasta palica, tanka kot jedro peresa in dolga kot prst, zlahka predre železno pločevino. Pred pojavom učinkovitejših YAG laserjev so rubinaste laserje pogosto uporabljali pri laserskem rezanju in vrtanju. Poleg tega melanin zlahka absorbira svetlobo 694 nm, zato se rubinasti laserji uporabljajo tudi za zdravljenje pigmentiranih lezij (kožnih madežev).
2. Titanov safirni laser
Zaradi svojih kristalnih lastnosti ima široko nastavljivo območje (tj. nastavljivo območje valovnih dolžin) in lahko po potrebi oddaja svetlobo z valovno dolžino 660 nm-1200nm. Z zrelostjo tehnologije podvajanja frekvence (ki lahko podvoji frekvenco svetlobe, tj. prepolovi valovno dolžino), je mogoče razpon valovnih dolžin razširiti na 330 nm-600nm. Laserji s titanovim safirjem se uporabljajo za femtosekundno spektroskopijo, nelinearne optične raziskave, ustvarjanje bele svetlobe, ustvarjanje teraherčnih valov itd., uporabljajo pa se tudi v medicinski lepoti.
3. Nd: YAG laserski
YAG je okrajšava za itrijev aluminijev granat. Ta material je laserska kristalna matrika z najboljšimi celovitimi lastnostmi trenutno. Po dopiranju z neodimom (Nd) lahko oddaja 1064 nm svetlobe, največja neprekinjena izhodna moč pa lahko doseže 1000 W. V zgodnjih dneh so bile bliskovne žarnice z inertnim plinom uporabljene kot vir črpanja laserjev, vendar ima metoda črpanja bliskovnih žarnic širok spektralni razpon, slabo prekrivanje z absorpcijskim spektrom medija za pridobivanje laserja in veliko toplotno obremenitev, kar je povzročilo nizka učinkovitost fotoelektrične pretvorbe. Zato se za doseganje visoke učinkovitosti, visoke moči in dolge življenjske dobe laserja zdaj uporablja črpanje LD (laser diode). Nd: YAG laserji se lahko uporabljajo za zdravljenje hemangiomov in zaviranje rasti tumorjev. Vendar ima ta laser neselektivne toplotne poškodbe tkiv. Med koagulacijo krvnih žil tumorja bo odvečna energija poškodovala tudi okoliška normalna tkiva, po operaciji pa bodo verjetno ostale brazgotine. Zato se Nd:YAG laserji večinoma uporabljajo v kirurgiji, ginekologiji in ORL, redkeje pa v dermatologiji.
4.Yb:YAG laserski
Yb:YAG, YAG je dopiran z iterbijem (Yb), ki lahko oddaja 1030nm svetlobo. Valovna dolžina črpalke Yb:YAG je 941 nm, kar je zelo blizu izhodni valovni dolžini in lahko doseže kvantno učinkovitost črpalke 91,4 %. Toplota, ki jo ustvari črpalka, je potlačena na manj kot 10 % (večina vhodne energije se pretvori v energijo izhodnega laserja, manjši del pa postane toplota, kar pomeni, da je učinkovitost pretvorbe zelo visoka), kar je 25 %. % do 30 % Nd:YAG. Yb:YAG je postal eden najbolj privlačnih trdnih laserskih medijev. Visokozmogljivi trdni laserji Yb:YAG s črpanjem LD so postali nova raziskovalna točka in veljajo za glavno usmeritev za razvoj visoko učinkovitih in močnih trdnih laserjev.

Poleg zgornjih dveh vrst je lahko YAG dopiran tudi s holmijem (Ho), erbijem (Er) itd. Ho:YAG lahko proizvede laserje 2097 nm in 2091 nm, ki so varni za človeške oči in so primerni predvsem za optične komunikacije, radar in medicinske aplikacije. Er:YAG oddaja svetlobo 2,9 μm in človeško telo ima visoko stopnjo absorpcije za to valovno dolžino, zato ima velik potencial uporabe v laserski kirurgiji in vaskularni kirurgiji.

Plinski laserjiso laserji, ki uporabljajo plin kot ojačitveni medij, na splošno črpajo plinsko razelektritev (podobno kot polprevodniški laserji, zato ne bom šel v podrobnosti). Vrste plinov vključujejo atomske pline (helij-neonski laserji, laserji z ionskimi žlahtnimi plini, laserji s kovinsko paro), molekularne pline (dušikovi laserji, laserji z ogljikovim dioksidom), ekscimerne pline in posebne plinske laserje, ki zagotavljajo energijo črpanja s kemičnimi reakcijami.

1. He-Ne laserji
HeNe laser (HeNe) kot ojačitveni medij uporablja mešanico plinov z več kot 75 % He in manj kot 15 % Ne. Odvisno od delovnega okolja lahko oddaja zeleno (543,5 nm), rumeno (594,1 nm), oranžno (612.0 nm), rdečo (632,8 nm) in tri bližnje infrardeče svetlobe (1152 nm, 1523 nm in 3391 nm). ), med katerimi je najpogosteje uporabljena rdeča svetloba (632,8 nm). Izhodni žarek HeNe laserja je Gaussova porazdelitev, kakovost žarka pa je zelo stabilna. Čeprav moč ni visoka, ima dobre rezultate na področju natančnega merjenja.

2. Laser z inertnim plinom
Pogosti laserji z inertnim plinom so ioni argona (Ar+) in ioni kriptona (Kr+). Njegova stopnja pretvorbe energije lahko doseže do 0,6 % in lahko dolgo časa neprekinjeno in stabilno oddaja 30-50w moči, z življenjsko dobo več kot 1000 ur. Uporablja se predvsem na raziskovalnih področjih, kot so laserski zaslon, Ramanova spektroskopija, holografija, nelinearna optika, pa tudi v medicinski diagnostiki, ločevanju barv pri tiskanju, meroslovju, obdelavi materialov in obdelavi informacij.

3. Laser s kovinsko paro
Laserji s kovinsko paro kot primer vzamejo bakrovo paro. Laserji z bakrovo paro oddajajo predvsem zeleno svetlobo (510,5 nm) in rumeno svetlobo (578,2 nm), ki lahko dosežeta povprečno moč 100 W in največjo moč 100 kW. Njegovo glavno področje uporabe je črpalni vir barvnih laserjev. Poleg tega se lahko uporablja tudi za fotografiranje z bliskavico visoke hitrosti, projekcijske televizorje z velikim zaslonom in obdelavo materiala.

4. Dušikov molekularni laser
Dušikov molekularni laser uporablja dušik kot ojačevalni medij in lahko oddaja ultravijolično svetlobo 337,1 nm, 357,7 nm in 315,9 nm, s konično močjo do 45 kW. Lahko se uporablja kot vir svetlobe črpalke za laserje z organskimi barvili, široko pa se uporablja tudi pri laserskem ločevanju izotopov, fluorescenčni diagnostiki, ultra-hitri fotografiji, zaznavanju onesnaženja, medicinski oskrbi, kmetijski reji in drugih vidikih. Ker njegova kratka valovna dolžina omogoča lažje fokusiranje za pridobitev majhne točke, se lahko uporablja tudi za obdelavo submikronskih komponent.

5. Laser z ogljikovim dioksidom
Ojačevalni medij, ki se uporablja v laserjih z ogljikovim dioksidom, je ogljikov dioksid, pomešan s helijem in dušikom, ki lahko oddaja daleč infrardečo svetlobo s središčem na valovnih dolžinah 9,6 μm in 10,6 μm. Stopnja pretvorbe energije laserjev z ogljikovim dioksidom je visoka, izhodna moč pa lahko znaša od nekaj vatov do več deset tisoč vatov. Skupaj z izjemno visoko kakovostjo žarka se laserji z ogljikovim dioksidom pogosto uporabljajo pri obdelavi materialov, znanstvenih raziskavah, nacionalni obrambi in medicini.

6. Ekscimeriso nestabilne molekule. Ko se v resonančno votlino napolni mešanica različnih redkih plinov in halogenskih plinov, nastanejo laserji različnih valovnih dolžin. Relativistični elektronski žarki (energija večja od 200 kiloelektron voltov) ali prečne hitre impulzne razelektritve se običajno uporabljajo za doseganje vzbujanja. Ko se nestabilne molekularne vezi vzbujenih ekscimerjev zlomijo in disociirajo na atome osnovnega stanja, se energija vzbujenega stanja sprosti v obliki laserskega sevanja. Široko se uporablja v medicini, optičnih komunikacijah, polprevodniških zaslonih, daljinskem zaznavanju, laserskem orožju in drugih področjih.

Kemični laserjiso posebna vrsta plinskih laserjev, torej laserjev, ki izkoriščajo energijo, sproščeno pri kemijskih reakcijah, za doseganje inverzije naseljenosti. Večina teh laserjev deluje v načinu molekularnega prehoda s tipičnim razponom valovnih dolžin od skoraj infrardečega do srednjega infrardečega. Najpomembnejši napravi sta vodikov fluorid (HF) in devterijev fluorid (DF). Prvi lahko odda več kot 15 spektralnih črt med 2,6 in 3,3 mikrona; slednji ima približno 25 spektralnih črt med 3,5 in 4,2 mikrona. Obe napravi lahko trenutno dosežeta moč več megavatov. Zaradi velike energije se na splošno uporabljajo v jedrski tehniki in vojaških področjih.

Barvni laserjiso laserji, ki kot laserski medij uporabljajo organska barvila, običajno tekočo raztopino. V primerjavi s plinastimi in trdnimi laserskimi mediji se barvni laserji na splošno lahko uporabljajo v širšem območju valovnih dolžin. Zaradi svoje široke pasovne širine so še posebej primerni za nastavljive laserje in impulzne laserje. Vendar so jih zaradi njihove kratke srednje življenjske dobe in omejene izhodne moči v bistvu nadomestili s trdnimi laserji, nastavljivimi po valovni dolžini, kot je titanov safir.

Polprevodniški laserjiso laserji, ki kot delovni material uporabljajo polprevodniške materiale. Metode vzbujanja vključujejo električno vbrizgavanje, vzbujanje z elektronskim žarkom in optično črpanje. So majhne velikosti, nizke cene, visoke učinkovitosti, dolge življenjske dobe in nizke porabe energije. Uporabljajo se lahko v elektronskih informacijah, laserskem tiskanju, laserskih peresih, optičnih komunikacijah, laserskih televizijah, majhnih laserskih projektorjih, elektronskih informacijah, integrirani optiki in na drugih področjih. So najbolj praktična in pomembna vrsta laserjev.

Vlaknasti laserjise nanaša na laser, ki kot ojačitveni medij uporablja steklena vlakna, dopirana z redkimi zemljami. Ima široko paleto aplikacij, vključno z lasersko komunikacijo z vlakni, lasersko vesoljsko komunikacijo na dolge razdalje, industrijsko ladjedelništvom, avtomobilsko proizvodnjo, laserskim graviranjem, laserskim označevanjem, laserskim rezanjem, izdelavo tiskarskih valjev, vrtanjem/rezanjem/varjenjem kovin in nekovin ( varjenje medenine, kaljenje, oblaganje in globoko varjenje), vojaška obrambna varnost, medicinska oprema in instrumenti, obsežna infrastruktura, kot vir črpalke za druge laserje, itd.

Laserji prostih elektronovje nova vrsta visokozmogljivega vira koherentnega sevanja, ki se razlikuje od tradicionalnih laserjev. Ne potrebuje plina, tekočine ali trdne snovi kot delovnega materiala, ampak neposredno pretvori kinetično energijo visokoenergetskega elektronskega žarka v koherentno energijo sevanja. Zato lahko tudi štejemo, da so delovni material laserja prostih elektronov prosti elektroni. Ima vrsto odličnih lastnosti, kot so visoka moč, visoka učinkovitost, širok razpon nastavitve valovne dolžine in časovna struktura ultra kratkega impulza. Razen njega noben drug laser ne more imeti teh lastnosti hkrati. Ima zelo obetavne možnosti na področju raziskav fizike, laserskega orožja, laserske fuzije, fotokemije, optičnih komunikacij itd.

JTBYShieldje podjetje, ki se osredotoča na raziskave in razvoj ter proizvodnjo visokokakovostnih laserjev in se zavezuje, da strankam zagotavlja profesionalne laserske rešitve za izpolnjevanje potreb različnih industrij po natančnosti in učinkovitosti. Če potrebujete laserske izdelke, vas prosimo, da nas kontaktirate!

1. Raznolike linije izdelkov
JTBYShield ponuja različne laserje, vključno s trdnimi laserji, laserji z vlakni, CO2 laserji in polprevodniškimi laserji itd., da zadovoljijo potrebe različnih strank.
Vsak laser je podvržen strogemu nadzoru kakovosti in testiranju delovanja, da se zagotovi njegova stabilnost in zanesljivost v različnih okoljih uporabe.
2. Visokokakovostni izdelki
Uporabljeni so napredna proizvodna tehnologija in visokokakovostni materiali, ki zagotavljajo laserju odlično kakovost žarka in dolgo življenjsko dobo.
Vsi izdelki ustrezajo mednarodnim standardom in so prejeli certifikat sistema vodenja kakovosti ISO9001.
3. Visokokakovostna storitev
Zagotovite celovito predprodajno svetovanje in tehnično podporo, da strankam pomagate izbrati laser, ki najbolj ustreza njihovim potrebam uporabe.
S strokovno ekipo poprodajnih storitev se lahko hitro odzove na potrebe strank po vzdrževanju in popravilu, da zagotovi normalno delovanje opreme.
4. Profesionalne laserske rešitve
Zagotovite prilagojene laserske rešitve glede na posebne potrebe strank, vključno s sistemsko integracijo, razvojem programske opreme in storitvami usposabljanja.
Sodelujte s številnimi znanstveno-raziskovalnimi ustanovami in podjetji za nenehen razvoj novih tehnologij ter izboljšanje učinkovitosti izdelkov in ravni storitev.
5. Široka paleta področij uporabe
Izdelki se pogosto uporabljajo v industrijski predelavi, medicinski lepoti, znanstvenih raziskavah in izobraževanju, vojaški obrambi in drugih področjih.
Zlasti na področju natančne proizvodnje in visokotehnoloških raziskav so laserji JTBYShield pridobili široko priznanje zaradi svoje odlične zmogljivosti in stabilnosti.

Kontaktni podatki:

Če imate kakršne koli ideje, se obrnite na nas. Ne glede na to, kje so naše stranke in kakšne so naše zahteve, bomo sledili svojemu cilju, da svojim strankam zagotovimo visoko kakovost, nizke cene in najboljšo storitev.