Erilaisten lasereiden ominaisuudet ja sovellukset

Lasertekniikka on tullut ihmisten elämään kaikilta osin, mutta niitä on monenlaisiaLaserit, jokaisella on eri aallonpituudet ja ominaisuudet, joten myös käyttöalueet ovat erilaisia.

Työvälineen mukaan laserit jaetaan kuuteen tyyppiin: kiinteä laser, kaasulaserit, värilaserit, puolijohdelaserit, kuitulaserit ja vapaaelektronilaserit. Niistä kiinteillä lasereilla ja kaasulasereilla on monia alajakoja. Vapaiden elektronien lasereita lukuun ottamatta eri lasereiden perustoimintaperiaatteet ovat samat, mukaan lukien kolme osaa: pumppulähde, optinen resonanssiontelo ja vahvistusväliaine.

Kiinteät laserit, valoa käytetään yleensä pumppulähteenä, ja kristallia tai lasia, joka voi tuottaa laseria, kutsutaan lasertyömateriaaliksi. Lasertyöstömateriaali koostuu kahdesta osasta: matriisista ja aktivaatio-ioneista. Matriisimateriaali tarjoaa aktivointi-ioneille sopivan olemassaolon ja työympäristön, ja aktivointi-ionit viimeistelevät lasergenerointiprosessin. Yleisesti käytetyt aktivaatio-ionit ovat pääasiassa siirtymämetalli-ioneja, kuten kromi-, koboltti-, nikkeli-ioneja ja harvinaisia ​​maametalli-ioneja, kuten neodyymi-ioneja. Resonanssiontelolinssinä käytetään heijastinta, jonka pinnalla on dielektrinen kalvo, joista toinen on täysheijastin ja toinen puoliheijastin. Kun viritykseen käytetään erilaisia ​​aktivaatioioneja, eri matriisimateriaaleja ja eri aallonpituuksia, säteilee eri aallonpituisia lasereita.

1. Rubiini laser
Laserin lähtöaallonpituus on 694,3 nm ja valosähköinen muunnossuhde on alhainen, vain 0,1 %. Sen fluoresenssin käyttöikä on kuitenkin pitkä, mikä edistää energian varastointia ja voi tuottaa suuremman pulssin huipputehon. Laser, jonka tuottaa kynäsydän ohut ja sormen mittainen rubiinitanko, voi helposti tunkeutua rautalevyn läpi. Ennen tehokkaampien YAG-laserien syntymistä rubiinilasereita käytettiin laajalti laserleikkauksessa ja -porauksessa. Lisäksi 694nm valo imeytyy helposti melaniiniin, joten rubiinilasereita käytetään myös pigmentoituneiden leesioiden (ihopisteiden) hoitoon.
2. Titaanisafiirilaser
Kiteen ominaisuuksiensa ansiosta sillä on laaja viritettävä alue (eli säädettävä aallonpituusalue), ja se voi tuottaa valoa aallonpituudella 660 nm-1200 nm tarpeen mukaan. Taajuuden kaksinkertaistamistekniikan kypsyyden myötä (joka voi kaksinkertaistaa valon taajuuden eli puolittaa aallonpituuden) aallonpituusaluetta voidaan laajentaa 330 nm-600 nm:iin. Titaanisafiirilasereita käytetään femtosekuntispektroskopiaan, epälineaariseen optiseen tutkimukseen, valkoisen valon tuottamiseen, terahertsiaaltojen generointiin jne., ja niitä käytetään myös lääketieteellisessä kauneudessa.
3. Nd: YAG-laser
YAG on lyhenne sanoista yttrium-alumiinigranaatti. Tämä materiaali on laserkidematriisi, jolla on tällä hetkellä parhaat kattavat ominaisuudet. Sen jälkeen, kun se on seostettu neodyymillä (Nd), se voi tuottaa 1064 nm valoa ja suurin jatkuva lähtöteho voi olla 1000 wattia. Alkuaikoina laserien pumppauslähteenä käytettiin inerttikaasusalamalamppuja, mutta salamalampun pumppausmenetelmällä on laaja spektrialue, huono päällekkäisyys laservahvistusväliaineen absorptiospektrin kanssa ja suuri lämpökuorma, mikä johtaa alhainen valosähköinen muunnostehokkuus. Siksi LD- (laserdiodi) -pumppausta käytetään nyt korkean hyötysuhteen, suuren tehon ja laserin pitkän käyttöiän saavuttamiseksi. Nd: YAG-lasereita voidaan käyttää hemangioomien hoitoon ja kasvaimen kasvun estämiseen. Tällä laserilla on kuitenkin ei-selektiivisiä lämpövaurioita kudoksille. Samalla kun kasvaimen verisuonia koaguloidaan, ylimääräinen energia vahingoittaa myös ympäröiviä normaaleja kudoksia, ja arvet jäävät todennäköisesti leikkauksen jälkeen. Siksi Nd: YAG-lasereita käytetään enimmäkseen kirurgiassa, gynekologiassa ja kurkku- ja kurkkutautissa, mutta harvoin dermatologiassa.
4.Yb:YAG laser
Yb:YAG, YAG on seostettu ytterbiumilla (Yb), joka voi tuottaa 1030 nm valoa. Yb:YAG:n pumpun aallonpituus on 941 nm, mikä on hyvin lähellä lähtöaallonpituutta ja voi saavuttaa pumpun kvanttihyötysuhteen 91,4 %. Pumpun tuottama lämpö tukahdutetaan alle 10 %:iin (suurin osa syöttöenergiasta muuttuu lähtölaserin energiaksi ja pieni osa muuttuu lämmöksi, mikä tarkoittaa, että muunnoshyötysuhde on erittäin korkea), mikä on 25 % - 30 % Nd:YAG:sta. Yb:YAG:sta on tullut yksi katseenvangittavimmista kiinteistä lasermediasta. LD-pumppaavista suuritehoisista Yb:YAG-kiinteistä lasereista on tullut uusi tutkimuskeskus, ja niitä pidetään tärkeänä suunnana tehokkaiden ja tehokkaiden kiinteiden lasereiden kehittämisessä.

Edellä mainittujen kahden tyypin lisäksi YAG voidaan seostaa myös holmiumilla (Ho), erbiumilla (Er) jne. Ho:YAG voi tuottaa ihmissilmälle turvallisia 2097nm ja 2091nm lasereita, jotka soveltuvat pääasiassa optiseen viestintään, tutka- ja lääketieteelliset sovellukset. Er:YAG tuottaa 2,9 μm valoa, ja ihmiskehossa on korkea absorptionopeus tällä aallonpituudella, joten sillä on suuri sovelluspotentiaali laserkirurgiassa ja verisuonikirurgiassa.

Kaasu laseritovat lasereita, jotka käyttävät kaasua vahvistusvälineenä ja yleensä pumppaavat kaasupurkausta (samanlainen kuin solid-state laserit, joten en mene yksityiskohtiin). Kaasutyyppejä ovat atomikaasut (helium-neonlaserit, jalokaasu-ionilaserit, metallihöyrylaserit), molekyylikaasut (typpilaserit, hiilidioksidilaserit), eksimeerikaasut ja erikoiskaasulaserit, jotka tarjoavat pumppausenergiaa kemiallisten reaktioiden kautta.

1. He-Ne laserit
HeNe-laser (HeNe) käyttää sekoitettua kaasua, jossa on yli 75 % He:tä ja alle 15 % Ne:tä vahvistusväliaineena. Työympäristöstä riippuen se voi lähettää vihreää (543,5 nm), keltaista (594,1 nm), oranssia (612.0 nm), punaista (632,8 nm) ja kolmea lähi-infrapunavaloa (1152 nm, 1523 nm ja 3391 nm). ), joista punaista valoa (632,8 nm) käytetään yleisimmin. HeNe-laserin säteen tuotto on Gaussin jakautunut ja säteen laatu on erittäin vakaa. Vaikka teho ei ole suuri, sillä on hyvä suorituskyky tarkkuusmittauksen alalla.

2. Inerttikaasulaser
Yleisiä inerttikaasulasereita ovat argon-ionit (Ar+) ja kryptoni-ionit (Kr+). Sen energian muuntonopeus voi olla jopa 0,6 %, ja se voi tuottaa 30-50w tehoa jatkuvasti ja vakaasti pitkän ajan yli 1000 tunnin käyttöiällä. Sitä käytetään pääasiassa tutkimusaloilla, kuten lasernäytössä, Raman-spektroskopiassa, holografiassa, epälineaarisessa optiikassa sekä lääketieteellisessä diagnoosissa, tulostusvärien erottelussa, metrologiassa, materiaalinkäsittelyssä ja tietojenkäsittelyssä.

3. Metallihöyrylaser
Metallihöyrylaserit ottavat esimerkiksi kuparihöyryn. Kuparihöyrylaserit tuottavat pääasiassa vihreää valoa (510,5 nm) ja keltaista valoa (578,2 nm), joiden keskimääräinen teho on 100 wattia ja huipputeho 100 kW. Sen pääsovellusalue on värilaserien pumppulähde. Lisäksi sitä voidaan käyttää myös nopeaan salamakuvaukseen, suurikuvatelevisioihin ja materiaalien käsittelyyn.

4. Typpimolekyylilaser
Typpimolekyylilaser käyttää typpeä vahvistusväliaineena ja voi lähettää ultraviolettivaloa 337,1 nm, 357,7 nm ja 315,9 nm, huipputeholla jopa 45 kW. Sitä voidaan käyttää pumppuvalonlähteenä orgaanisille värilasereille, ja sitä käytetään myös laajasti isotooppien lasererottelussa, fluoresenssidiagnoosissa, erittäin nopeassa valokuvauksessa, saasteiden havaitsemisessa, sairaanhoidossa, maatalouden jalostuksessa ja muissa näkökohdissa. Koska sen lyhyt aallonpituus helpottaa tarkentamista pienen pisteen saamiseksi, sitä voidaan käyttää myös submikronisten komponenttien käsittelyyn.

5. Hiilidioksidilaser
Hiilidioksidilasereissa käytetty vahvistusväliaine on hiilidioksidi, johon on sekoitettu heliumia ja typpeä, joka voi tuottaa kauko-infrapunavaloa, jonka aallonpituudet ovat 9,6 μm ja 10,6 μm. Hiilidioksidilaserien energian muuntonopeus on korkea ja lähtöteho voi vaihdella muutamasta watista kymmeniin tuhansiin watteihin. Yhdessä erittäin korkean säteen laadun kanssa hiilidioksidilasereita käytetään laajasti materiaalinkäsittelyssä, tieteellisessä tutkimuksessa, maanpuolustuksessa ja lääketieteessä.

6. Excimersovat epävakaita molekyylejä. Kun resonanssionteloon täytetään sekoitus erilaisia ​​jalokaasuja ja halogeenikaasuja, syntyy eri aallonpituuksia omaavia lasereita. Relativistisia elektronisuihkuja (energia suurempi kuin 200 kiloelektronivolttia) tai poikittaisia ​​nopeita pulssipurkauksia käytetään yleisesti herätteen aikaansaamiseen. Kun virittyneiden eksimeerien epästabiilit molekyylisidokset katkeavat ja dissosioituvat perustilaatomeiksi, vapautuu virittyneen tilan energia lasersäteilyn muodossa. Sitä käytetään laajasti lääketieteellisessä, optisessa viestinnässä, puolijohdenäytöissä, kaukokartoituksissa, laseraseissa ja muilla aloilla.

Kemialliset laseritovat erikoistyyppisiä kaasulasereita, toisin sanoen lasereita, jotka käyttävät kemiallisten reaktioiden vapauttamaa energiaa populaation inversion aikaansaamiseksi. Useimmat näistä lasereista toimivat molekyylin siirtymätilassa, ja niiden tyypillinen aallonpituus vaihtelee lähi-infrapunasta keski-infrapunaan. Tärkeimmät laitteet ovat fluorivety (HF) ja deuteriumfluoridi (DF). Edellinen voi tuottaa yli 15 spektriviivaa välillä 2,6-3,3 mikronia; jälkimmäisessä on noin 25 spektriviivaa välillä 3,5 - 4,2 mikronia. Molemmat laitteet voivat tällä hetkellä saavuttaa useiden megawattien tehon. Valtavan energiansa vuoksi niitä käytetään yleisesti ydintekniikassa ja sotilaallisilla aloilla.

Väriväri laseritovat lasereita, jotka käyttävät orgaanisia väriaineita lasermediana, yleensä nestemäisenä liuoksena. Kaasumaisiin ja kiinteisiin laseraineisiin verrattuna värilasereita voidaan yleensä käyttää laajemmalla aallonpituusalueella. Laajan kaistanleveytensä ansiosta ne soveltuvat erityisen hyvin viritettäviin lasereihin ja pulssilasereihin. Lyhyen keskipitkän käyttöiän ja rajoitetun lähtötehon vuoksi ne on kuitenkin periaatteessa korvattu aallonpituudella viritettävillä kiinteillä lasereilla, kuten titaanisafiiri.

Puolijohdelaseritovat lasereita, jotka käyttävät puolijohdemateriaaleja työskentelymateriaaleina. Viritysmenetelmiä ovat sähköinjektio, elektronisuihkuviritys ja optinen pumppaus. Ne ovat kooltaan pieniä, edullisia, korkea hyötysuhde, pitkä käyttöikä ja alhainen virrankulutus. Niitä voidaan käyttää sähköisessä informaatiossa, lasertulostuksessa, laserkynissä, optisessa viestinnässä, lasertelevisioissa, pienissä laserprojektoreissa, sähköisessä informaatiossa, integroidussa optiikassa ja muilla aloilla. Ne ovat käytännöllisin ja tärkein lasertyyppi.

Kuitulaseritviittaa laseriin, joka käyttää harvinaisten maametallien seostettua lasikuitua vahvistusväliaineena. Sillä on laaja valikoima sovelluksia, mukaan lukien laserkuituviestintä, laseravaruuden kaukoviestintä, teollinen laivanrakennus, autojen valmistus, laserkaiverrus, lasermerkintä, laserleikkaus, painotelan valmistus, metallin ja ei-metallin poraus/leikkaus/hitsaus ( messingin hitsaus, karkaisu, päällystys ja syvähitsaus), sotilaallinen puolustusturva, lääketieteelliset laitteet ja instrumentit, laajamittainen infrastruktuuri, muiden lasereiden pumppulähteenä jne.

Ilmaiset elektronilaseriton uudentyyppinen suuritehoinen koherentti säteilylähde, joka eroaa perinteisistä lasereista. Se ei tarvitse kaasua, nestettä tai kiinteää työmateriaalia, vaan muuntaa suoraan korkeaenergisen elektronisäteen liike-energian koherentiksi säteilyenergiaksi. Siksi voidaan myös ajatella, että vapaiden elektronien laserin työmateriaali on vapaita elektroneja. Sillä on sarja erinomaisia ​​ominaisuuksia, kuten suuri teho, korkea hyötysuhde, laaja aallonpituuden viritys ja ultralyhyen pulssin aikarakenne. Sitä lukuun ottamatta millään muulla laserilla ei voi olla näitä ominaisuuksia samanaikaisesti. Sillä on erittäin lupaavia näkymiä fysiikan tutkimuksen, laseraseiden, laserfuusion, fotokemian, optisen viestinnän jne.

JTBYShieldon yritys, joka keskittyy korkealaatuisten lasereiden T&K-toimintaan ja tuotantoon, ja on sitoutunut tarjoamaan asiakkaille ammattimaisia ​​laserratkaisuja eri toimialojen tarkkuus- ja tehokkuustarpeisiin. Jos tarvitset lasertuotteita, ota rohkeasti yhteyttä!

1. Monipuoliset tuotelinjat
JTBYShield tarjoaa erilaisia ​​lasereita, mukaan lukien, mutta ei rajoittuen, kiinteät laserit, kuitulaserit, CO2-laserit ja puolijohdelaserit jne. eri asiakkaiden tarpeisiin.
Jokainen laser käy läpi tiukan laadunvalvonnan ja suorituskykytestauksen sen vakauden ja luotettavuuden varmistamiseksi erilaisissa sovellusympäristöissä.
2. Korkealaatuiset tuotteet
Edistynyttä valmistustekniikkaa ja korkealaatuisia materiaaleja käytetään varmistamaan, että laserilla on erinomainen säteen laatu ja pitkä käyttöikä.
Kaikki tuotteet täyttävät kansainväliset standardit ja ovat läpäisseet ISO9001 laatujärjestelmän sertifioinnin.
3. Laadukas palvelu
Tarjoa kattava myyntiä edeltävä konsultointi ja tekninen tuki auttaaksesi asiakkaita valitsemaan laser, joka parhaiten sopii heidän käyttötarpeisiinsa.
Ammattitaitoisen myynnin jälkeisen palvelun tiimin avulla se voi nopeasti vastata asiakkaiden huolto- ja korjaustarpeisiin varmistaakseen laitteiden normaalin toiminnan.
4. Ammattimaiset laserratkaisut
Tarjoa räätälöityjä laserratkaisuja asiakkaiden erityistarpeiden mukaan, mukaan lukien järjestelmäintegraatio-, ohjelmistokehitys- ja koulutuspalvelut.
Tee yhteistyötä monien tieteellisten tutkimuslaitosten ja yritysten kanssa kehittääksesi jatkuvasti uusia teknologioita ja parantaaksesi tuotteiden suorituskykyä ja palvelutasoa.
5. Laaja valikoima sovellusalueita
Tuotteita käytetään laajalti teollisessa jalostuksessa, lääketieteellisessä kauneudessa, tieteellisessä tutkimuksessa ja koulutuksessa, sotilaspuolustuksessa ja muilla aloilla.
Erityisesti tarkkuusvalmistuksen ja korkean teknologian tutkimuksen aloilla JTBYShieldin laserit ovat saaneet laajaa tunnustusta erinomaisesta suorituskyvystään ja vakaudestaan.

Yhteystiedot:

Jos sinulla on ideoita, ota rohkeasti yhteyttä. Riippumatta siitä, missä asiakkaamme ovat ja mitkä ovat vaatimuksemme, noudatamme tavoitettamme tarjota asiakkaillemme korkeaa laatua, edullisia hintoja ja parasta palvelua.