Laserová technologie má camě do lidí' život ze všech aspektů, ale existuje mnoho typů laserů, s různými vlnovými délkami a různými charakteristikami, takže oblasti použití jsou odlišné. Věřím, že většina lidí má trochu bolesti hlavy tváří v tvář komplikovaným typům laserů. Tento článek proto shrnuje různé typy laserů a vysvětluje vlastnosti a praktické aplikace každého typu laseru jeden po druhém.
Podle různých pracovních médií se lasery dělí na tuhé, plynové, barvicí, polovodičové, vláknové a volné elektronové lasery. Mezi nimi existuje mnoho druhů laserů v pevné fázi a plynových laserů. Kromě bezplatných elektronových laserů jsou základní principy práce všech druhů laserů stejné, včetně zdroje pumpy, optického rezonátoru a zesilovacího média.
V laserech v pevném stavu je světlo obvykle používáno jako zdroj pumpy a krystaly nebo brýle schopné generovat laserové světlo se nazývají laserové pracovní látky. Laserová pracovní látka se skládá z matrice a aktivačního iontu. Matricový materiál poskytuje vhodné existence a pracovní prostředí pro aktivační ion a proces generování laseru je aktivačním iontem dokončen. Běžně používané aktivační ionty jsou hlavně ionty přechodných kovů, jako jsou chrom, diamant, nikl a ionty kovů vzácných zemin, jako jsou neodymové ionty. Reflektor potažený dielektrickou vrstvou na povrchu slouží jako rezonanční čočková čočka, z nichž jedna je plně zrcadlová a druhá polovina zrcadlová. Když se pro excitaci použijí různé aktivační ionty, různé materiály matrice a různé vlnové délky světla, bude emitována řada různých vlnových délek laserového světla. Různé typy polovodičových laserů a jejich aplikace.
Ruby laser
Výstupní vlnová délka laseru je 694. {{{1}} nm a míra fotoelektrické konverze je nízká, pouze 0. 1%. Jeho dlouhá životnost fluorescence však vede k ukládání energie a může vydávat vysoký špičkový pulzní výkon. Laser vytvořený rubínovou tyčí o tloušťce jádra pera a dlouhých prstů může snadno proniknout do železného plechu. Před vznikem efektivnějších YAG laserů byly ruby lasery široce používány při řezání a vrtání laserů. Kromě toho je světlo 694 nm snadno absorbováno melaninem, takže se rubínový laser také používá k léčbě pigmentovaných lézí (kožní skvrny na kůži).
Titanový safírový laser
Díky svým vlastnostem krystalu má široký laditelný rozsah (tj. Rozsah vlnových délek) a může podle potřeby vydávat světlo s vlnovou délkou 660 nm-1200nm. Spolu s technologií vyspělosti technologie zdvojnásobení frekvence (která může zdvojnásobit frekvenci světla, tj. Snížení vlnové délky na polovinu) lze rozsah vlnových délek rozšířit na 330 nm-600nm. Titanové safírové lasery se používají ve femtosekundové spektrometrii, ve výzkumu nelineární optiky, při generování bílého světla, při generování terahertzových vln atd. A mají uplatnění v lékařské kráse.
YAG
Je to zkratka hliníkového granátu yttria. Tato látka je v současné době nejvýraznější laserovou krystalovou matricí s komplexními vlastnostmi. Po dopování neodymem (Nd) může vydávat světlo 1064 nm a maximální trvalý výstupní výkon může dosáhnout 1000 w. V prvních dnech byl jako zdroj pumpy laseru použit záblesk inertního plynu. Metoda zábleskové pumpy má však široký spektrální rozsah, špatnou shodu s absorpčním spektrem média pro laserové zesílení a velké tepelné zatížení, což má za následek nízkou rychlost fotoelektrické konverze. Proto pomocí čerpadel LD (laserová dioda) lze dosáhnout vysoké účinnosti, vysokého výkonu a dlouhé životnosti laseru. Nd: YAG laser lze použít při léčbě hemangiomů k inhibici růstu nádoru. Tepelné poškození tohoto laseru tkání je však neselektivní. Při koagulaci nádorových krevních cév nadbytek energie také poškodí okolní normální tkáně a po operaci zanechá jizvy. Nd: YAG lasery se proto nejčastěji používají v chirurgii, gynekologii, rysech obličeje a méně v dermatologii.
Yb: YAG, dopovaný Yb (Yb) v YAG, může vydávat 1030 nm světlo. Yb: YAG' s vlnová délka pumpy je 941 nm, což je velmi blízko výstupní vlnové délce, což může dosáhnout kvantové účinnosti pumpy 91. 4 % a teplo generované čerpadlem je potlačeno s přesností 10% (většina vstupní energie je přeměněna na výstup Malá část laserové energie se stává teplem, což znamená, že účinnost přeměny je velmi vysoká), což je 25% až 30% z Nd: YAG. Yb: YAG se stal jedním z nejnápadnějších pevných laserových médií. Vysoce výkonné vysoce výkonné lasery Yb: YAG: YAG se staly novým výzkumným hotspotem a jsou považovány za hlavní směr vývoje vysoce účinných, vysoce výkonných polovodičových laserů.
Kromě výše uvedených dvou typů může být YAG také smíchán s erbiem (Ho), erbiem (Er) a podobně. Ho: YAG dokáže generovat lasery 2097 nm a 2091 nm, které jsou bezpečné pro lidské oči. Je vhodný zejména pro optické komunikace, radary a lékařské aplikace. Er: Výstupy YAG 2. 9 μm světla. Lidské tělo má při této vlnové délce vysokou absorpční rychlost a má velký aplikační potenciál pro laserovou chirurgii a cévní chirurgii.
Barevný laser
Laser, který jako organické médium používá organické barvivo, obvykle tekutý roztok. Ve srovnání s plynnými a pevnými laserovými médii lze barvicí lasery často používat v širším rozsahu vlnových délek. Díky široké šířce pásma jsou zvláště vhodné pro laditelné a pulzní lasery. Vzhledem ke své krátké střední životnosti a omezenému výkonu však byl v podstatě nahrazen laserem v pevné fázi s laditelnou vlnovou délkou, jako je titanový safír.
Semiconductor laser
Je to laser využívající polovodičový materiál jako pracovní látku. Existují tři typy excitačních metod: elektrické vstřikování, excitace elektronovým paprskem a optické čerpání. Malá velikost, nízká cena, vysoká účinnost, dlouhá životnost, nízká spotřeba energie, lze použít v oblasti elektronických informací, laserového tisku, laserového ukazovátka, optické komunikace, laserové televize, malého laserového projektoru, elektronických informací, integrované optiky důležitý typ laseru.
Vláknový laser
To se týká laseru používajícího skelné vlákno dotované prvkem ze vzácných zemin jako ziskového média, které má širokou škálu aplikací, včetně komunikace laserovými vlákny, dálkové laserové komunikace, průmyslového stavitelství, výroby automobilů, laserového gravírování, laserového značení, laserového řezání , tiskové válce, kovové Vrtání / řezání / svařování kovů (pájení na tvrdo, kalení, opláštění a hluboké svařování), vojenské obranné zabezpečení, lékařské vybavení a vybavení, rozsáhlá infrastruktura, jako zdroj čerpadla pro jiné lasery atd.
Zdarma elektronový laser
Jedná se o nový typ vysoce výkonného koherentního zdroje záření, který se liší od tradičních laserů. Nevyžaduje jako pracovní materiál plyn, kapalinu ani pevnou látku, ale přímo přeměňuje kinetickou energii vysokoenergetických elektronových paprsků na koherentní radiační energii. Proto lze pracovní látku volného elektronového laseru považovat také za volný elektron. Má řadu vynikajících charakteristik, jako je vysoký výkon, vysoká účinnost, široké ladění vlnových délek a časová struktura ultrakrátkých pulzů. Kromě toho žádný laser nemůže mít tyto vlastnosti současně. Má velmi slibné vyhlídky ve fyzickém výzkumu, laserových zbraních, laserových fúzích, fotochemii a optických komunikacích.