Apresentando a “Alma” dos lasers de estado sólido

Apresentando a “Alma” dos lasers de estado sólido

Convencionallaser de estado sólidomateriais

O núcleo de qualquer laser é a substância de trabalho do laser, e a substância de trabalho de um laser de estado sólido é a substância de trabalho de um laser de estado sólido.laseré essencialmente sólido. A maioria dos materiais laser de estado sólido é composta por matrizes cristalinas e átomos ou íons dopados com atividade laser, enquanto matrizes amorfas (vítreas) são relativamente raras. Espera-se que os recentes avanços na tecnologia de preparação de cerâmica expandam significativamente o escopo de aplicação de materiais laser de baixo custo e alta qualidade, que podem ser produzidos em dimensões muito maiores do que as dos materiais cristalinos.

Materiais essenciais comumente usados ​​em lasers de estado sólido

Rubi: Sua composição química é óxido de alumínio dopado com cromo (Cr:Al₂O₃). Rubis artificiais têm composição química semelhante à dos rubis de qualidade gema, mas apresentam maior pureza e qualidade. Eles têm coloração rosa e comprimento de onda de laser de 694,3 nanômetros.

2. Granada de ítrio-alumínio dopada com neodímio (Nd:YAG): Cristal artificial com comprimento de onda de 1064 nanômetros, pertence à faixa do infravermelho próximo, sendo completamente invisível e prejudicial aos olhos. O Nd:YAG é atualmente o material para laser de estado sólido mais utilizado, superando em muito o rubi. A principal razão é que seu limiar de emissão laser é mais baixo, permitindo atingir maior energia de saída com a mesma energia de entrada.

3. Vanadato de ítrio dopado com neodímio (Nd:YVO₄) Frequentemente referido simplesmente como “vanadato”, tornou-se o material preferido para lasers de estado sólido bombeados por diodo de baixa a média potência (até alguns watts) devido à sua grande seção de choque de emissão estimulada, baixo limiar de laser e características de saída polarizada. Os comprimentos de onda de operação são 1064 nanômetros e 1340 nanômetros e, após a duplicação de frequência, pode emitir lasers com comprimentos de onda de 532 nanômetros e 670 nanômetros.

4. Vidro dopado com neodímio (Nd:Vidro): Utilizando vidro amorfo como matriz, suas propriedades de laser são semelhantes às do Nd:YAG. Sua principal desvantagem é a baixa condutividade térmica, apenas 1/10 da de um cristal, o que dificulta o resfriamento em aplicações de alta potência. No entanto, sua vantagem reside no fato de poder ser fabricado em meios laser com diâmetro superior a 30 cm (um pé), controlando efetivamente a densidade de energia e evitando danos aos componentes ópticos em níveis de quilojoules.laser pulsadoe tendo um custo relativamente baixo.

Outros materiais importantes para lasers de estado sólido incluem materiais dopados com érbio: como o granada de ítrio-alumínio dopado com érbio (Er:YAG, comprimento de onda de saída de 2940 nanômetros) e o vidro dopado com érbio (Er:Glass, comprimento de onda de saída de 1540 nanômetros). Materiais dopados com hólmio incluem o granada de ítrio-alumínio dopado com hólmio (Ho:YAG), o fluoreto de lítio-ítrio dopado com hólmio (Ho:YLF) e o vidro dopado com hólmio (Ho:glass, comprimento de onda de saída de 2000 a 2100 nanômetros). Materiais dopados com túlio: incluindo granada de ítrio e alumínio dopada com túlio (Tm:YAG), granada de lutécio e alumínio dopada com túlio (Tm:LuAG) e fluoreto de lítio e ítrio codopado com túlio e hólmio (Tm,Ho:YLF, comprimento de onda de saída de 2000 a 2030 nanômetros). Materiais dopados com itérbio: como tungstato de potássio e gadolínio dopado com itérbio (Yb:KGW, comprimento de onda de saída de 1025 a 1045 nanômetros). Alexandrita (comprimento de onda de saída de 655 a 815 nanômetros). Safira dopada com titânio (Ti:Safira, comprimento de onda de saída de 840 a 1100 nanômetros).