Kynning á „sálinni“ í föstuefnalaserum

Kynning á „sálinni“ í föstuefnalaserum

Aðalstraumurfastfasa leysirefni

Kjarni hvers leysigeisla er leysigeislavinnsluefnið og vinnsluefnið í föstu formileysirer í raun fast efni. Flestir leysimiðlar í föstu formi eru samsettir úr kristalgrunnefnum og efnuðum atómum eða jónum með leysigeislavirkni, en ókristallaðir (gler) grunnefni eru tiltölulega sjaldgæfir. Nýjasta þróunin í keramikframleiðslutækni er væntanlega til að auka verulega notkunarsvið ódýrra og hágæða leysigeislaefna, sem hægt er að framleiða í mun stærri stærð en kristalefni.

Algeng notkun á föstu leysigeislum í kjarna

Rúbín: Efnasamsetning þess er króm-dópað áloxíð (Cr:Al₂O₃). Gervirúbínar hafa svipaða efnasamsetningu og gimsteinar, en þeir eru af meiri hreinleika og gæðum. Þeir eru bleikir og hafa leysigeislabylgjulengd upp á 694,3 nanómetra.

2. Neodymium-dópað yttríum ál granat (Nd:YAG): Gervikristall, með leysigeislabylgjulengd upp á 1064 nanómetra, tilheyrir nær-innrauða ljósinu og er algjörlega ósýnilegt og skaðlegt fyrir augun. Nd:YAG er nú mest notaða fastfasa leysiefnið, langt umfram rúbín. Helsta ástæðan er sú að leysigeislaþröskuldurinn er lægri og það getur náð meiri úttaksorku með sömu inntaksorku.

3. Neodymium-dópað yttrium vanadat (Nd:YVO₄) Það er oft einfaldlega kallað „vanadat“ og hefur orðið ákjósanlegt efni fyrir lág- til meðalafls (allt að nokkur vött) díóðudælaða fastfasa leysigeisla vegna stórs örvaðs geislunarþversniðs, lágs leysiþröskulds og skautaðra útgangseiginleika. Rekstrarbylgjulengdir þess eru 1064 nanómetrar og 1340 nanómetrar og eftir tvöföldun tíðni getur það gefið frá sér leysigeisla með bylgjulengdir 532 nanómetra og 670 nanómetra.

4. Neodymium-dópað gler (Nd:Glass): Með því að nota ókristallað gler sem grunnefni eru leysigeislaeiginleikar þess svipaðir og hjá Nd:YAG. Helsti gallinn er að varmaleiðni þess er tiltölulega lág, aðeins 1/10 af varmaleiðni kristals, sem gerir það erfitt að kæla það í notkun með mikilli afköstum. Hins vegar liggur kosturinn í því að hægt er að búa það til leysigeisla með þvermál sem er meira en einn fet, sem stjórnar orkuþéttleikanum á áhrifaríkan hátt og kemur í veg fyrir skemmdir á ljósfræðilegum íhlutum á kílójúlstigi.púlsaður leysir, og hafa tiltölulega lágan kostnað.

Önnur mikilvæg efni fyrir fastfasa leysigeisla, erbíum-dópuð efni: þar á meðal erbíum-dópað yttríum ál granat (Er:YAG, úttaksbylgjulengd 2940 nanómetrar) og erbíum-dópað gler (Er:Glass, úttaksbylgjulengd 1540 nanómetrar). Holmíum-dópuð efni: þar á meðal holmíum-dópað yttríum ál granat (Ho:YAG), holmíum-dópað litíum yttríum flúoríð (Ho:YLF) og holmíum-dópað gler (Ho:gler, úttaksbylgjulengd 2000 til 2100 nanómetrar). Þúlíum-dópuð efni: þar á meðal þúlíum-dópað yttríum ál granat (Tm:YAG), þúlíum-dópað lútesín ál granat (Tm:LuAG) og þúlíum-holmíum samdópað litíum yttríum flúoríð (Tm,Ho:YLF, úttaksbylgjulengd 2000 til 2030 nanómetrar). Efni sem eru með ytterbíum: eins og ytterbíum-meðhöndlað kalíumgadolíníumwolframat (Yb:KGW, úttaksbylgjulengd 1025 til 1045 nanómetrar). Alexandrít (úttaksbylgjulengd 655 til 815 nanómetrar). Títan-meðhöndlað safír (Ti:Safír, úttaksbylgjulengd 840 til 1100 nanómetrar).