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Qu'est-ce qu'un laser à l'état solide

Nombre Parcourir:1     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 2022-03-10      origine:Propulsé

Qu'est-ce qu'un laser à l'état solide

Un laser à l'état solide estun laserqui utilise un laser à l'état solidematériau comme substance de travail. Le milieu de travail est uniformément dopé avec une petite quantité d'ions activés dans le cristal ou le verre comme matériau matriciel. Les lasers à l'état solide ont les caractéristiques de la petite taille, une utilisation pratique et une puissance de sortie élevée. Le laser à l'état solide a généralement une puissance continue de plus de 100 watts et la puissance de pic impulsion peut être aussi élevée que 10W. Cependant, en raison de la préparation compliquée du support de travail, le prix est relativement élevé.

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Substance de travail du laser à l'état solide

La substance de travail du laser à l'état solide est composée de cristal ou de verre optiquement transparent comme matériau hôte, dopé avec des ions activés ou d'autres substances activées. Cette substance de travail devrait généralement avoir de bonnes propriétés physico-chimiques, des lignes spectrales de fluorescence étroites, des bandes d'absorption fortes et larges et une efficacité quantique de fluorescence élevée. Les substances de travail au laser de verre sont facilement transformées en matériaux de grande taille uniformes, qui peuvent être utilisés dans des lasers de puissance de haute énergie ou de haute pic. Cependant, son spectre de fluorescence est large et sa performance thermique est médiocre. Il ne convient donc pas de travailler sous puissance moyenne élevée. Les lunettes de néodyme courantes sont des verres de silicate, de phosphate et de fluorophosphate. Les matériaux de travail au laser en cristal ont généralement de bonnes propriétés thermiques et mécaniques, ainsi que des lignes spectrales de fluorescence étroites, mais la technologie de croissance cristalline pour obtenir des matériaux à grande échelle de haute qualité est compliqué. Depuis les années 1960, plus de 300 cristaux d'oxydes et de fluorons dopés avec divers métaux de terre rares ou des ions métalliques de transition ont obtenu une oscillation laser.

Source d'incitation du laser à l'état solide

Les lasers d'état solide utilisent la lumière comme source d'excitation. Les sources d'excitation d'impulsions de pouls couramment utilisées sont des lampes flash chargées de xénon; Les sources d'excitation continues comprennent des lampes à arc de Krypton, des lampes à tungstène d'iode, des lampes à rubidium de potassium, etc. dans de petits lasers à longue durée de vie, des diodes électroluminescentes à semi-conducteurs ou de la lumière du soleil peuvent être utilisées comme sources d'excitation. Certains nouveaux lasers à l'état solide utilisent également des excitations au laser. Étant donné qu'une partie du spectre d'émission de la source de lumière est absorbée par la substance de travail et d'autres pertes sont ajoutées, l'efficacité de la conversion d'énergie des lasers à l'état solide n'est pas élevée, généralement entre quelques millièmes et quelques millièmes.

Caractéristiques du laser à l'état solide

Les lasers à l'état solide peuvent être utilisés comme sources lumineuses cohérentes à haute énergie et à grande puissance. L'énergie de sortie du laser d'impulsions de rubis peut atteindre le niveau de kilojoule. Le système de laser en verre à néodyme amplifié et multi-étage à plusieurs étages a une puissance de pouls maximale de 10 watts. La puissance de sortie du laser CW de grenat en aluminium YTTRIUM peut atteindre des centaines de watts et la connexion de série multi-niveaux peut atteindre des kilowatts. Dans le même temps, les lasers à l'état solide utilisent la technologie de commutation Q (modulation électro-optique) pour obtenir de courtes impulsions dans la nanoseconde à des centaines de nanosecondes et la technologie de verrouillage du mode peut obtenir des impulsions ultra-ardentes dans des centaines de picosecondes à des centaines de picosecondes. De plus, en raison de l'inhomogénéité optique du matériau de travail et d'autres raisons, la sortie du laser d'état solide général est multi-mode. Si le matériau de travail avec une bonne uniformité optique est sélectionné et que des mesures techniques telles que le résonateur soigneusement conçues sont adoptées, le laser de mode transversal fondamental avec l'angle de divergence de faisceau proche de la limite de diffraction peut être obtenu et le laser de mode longitudinal peut également être obtenu. .

Applications du laser à l'état solide

Les lasers d'État solide ont une large gamme d'utilisations dans la recherche militaire, en traitement, médical et scientifique. Il est couramment utilisé dans la distance, le suivi, le guidage, le forage, la découpe et le soudage, le recuit de matériau semi-conducteur, la micromachinge de dispositif électronique, la détection de l'atmosphère, la recherche de spectroscopie, la chirurgie et la chirurgie ophtalmique, les diagnostics plasmatiques, l'holographie pulsé et la fusion au laser. . Les lasers à l'état solide sont également utilisés comme sources d'excitation pour les lasers de colorants accordables. La tendance au développement des lasers à l'état solide est la diversification des matériaux et des dispositifs, notamment la recherche de nouvelles longueurs d'onde et de nouveaux matériaux de travail avec des longueurs d'onde de travail accordables, améliorant l'efficacité de la conversion au laser, augmentant la puissance de sortie, l'amélioration de la qualité du faisceau, la largeur d'impulsion de la compression et l'amélioration. fiabilité et fiabilité. Étendre la vie professionnelle, etc.

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