Типы лазеров

Различные типы лазеров, созданные к настоящему времени, демонстри­руют широкий спектр физических и рабочих характеристик.

лазеры

газовые

твердотельные

полупроводниковые Самый распространен-ный тип лазеров: используются в лазерных указках, лазерных принтерах, телекоммуникациях и оптических носителях информации (CD/DVD). Мощные лазерные диоды используются для накачки современ-ных твердотельных лазеров.  

Гелий-неоновые лазеры (HeNe) (543 нм, 632,8 нм, 1,15 нм, 3,39 нм)

Аргоновые лазеры (458 нм, 488 нм или 514,5 нм)

Лазеры на углекислом газе (9,6 мкм и 10,6 мкм) используются в промышленности для резки и сварки материалов, имеют мощность до 100 кВт

Лазеры на монооксиде углерода. Требуют дополнительного охлаждения, однако имеют большую мощность– до 500 кВт

Эксимерные газовые лазеры, дающие ультрафиолетовое излучение. Использу-ются при производ-стве микросхем (фотолитография) и в установках коррекции зрения. F2 (157 нм), ArF (193 нм), KrCl (222 нм), KrF (248 нм), XeCl (308 нм), XeF (351 нм)

рубиновые (694 нм), александритовые (755 нм), массивы импульсных диодов (810 нм), Nd:YAG (1064 нм), Ho:YAG (2090 нм), Er:YAG (2940 нм). Используются в медицине.

Лазеры с внешним резонатором (External -cavity lasers), используются для создания высокоэнергетических импульсов

Кристаллические лазеры с иттербиевым легированием, такие как Yb:YAG, Yb:KGW, Yb:KYW, Yb:SYS, Yb:BOYS, Yb:CaF2, или на основе иттербиевого стекловолокна; обычно работают в диапазоне 1020—1050 нм; потенциально самые высокоэффек-тивные благодаря малому квантовому дефекту; наибольшая мощность сверхкорот-ких импульсов достиг-нута на Yb:YAG-лазере. Волоконные лазеры с иттербиевым легированием обладают рекордной непрерывной мощностью среди твердотельных лазеров (десятки киловатт)

Лазеры на красителях Тип лазеров, исполь-зующий в качестве активной среды раст-вор органических красителей в этиловом спирте или этилен-гликоле. Позволяют осуществлять пере-стройку длины волны излучения в диапазоне от 350 нм до 850 нм (в зависимости от типа красителя). Примене-ние - спектроскопия, медицина (в т.ч. фотодинамическая терапия), фотохимия.

(продолжение)

алюмо-иттриевые с тулиевым легированием, 2015 нм

Лазеры на эрбиевом стекле, изготавливаются из специального оптоволокна и используются как усилители в оптических линиях связи.

Алюмо-иттриевые твердотельные лазеры с неодимовым легированием (Nd:YAG) — инфракрасные лазеры большой мощности, используемые для точной резки, сварки и маркировки изделий из металлов и других материалов

алюмо-иттриевые с эрбиевым легированием, 1645 нм

Титан-сапфировые лазеры. Хорошо перестраиваемый по длине волны инфракарасный лазер, используемый для генерации сверхкоротких импульсов и в спектроскопии

Микрочиповые лазеры. Компактные интегрированные импульсные твердотельные лазеры, наиболее широко используются в сверхъярких лазерных указках

алюмо-иттриевые с гольмиевым легированием, 2096 нм, Эффективный ИК-лазер, излучение поглощается влажными материалами толщиной менее 1 мм. Обычно работает в импульсном режиме и используется в медицине.

твердотельные

Лазеры с квантовым каскадом

Лазеры на свободных электронах

полупроводниковые

Рис. 5.10 Классификация лазеров

Достоинства

Газовые

o высокая оптическая однородность активных газовых сред, что приводит к малой угловой расходимости – порядка дифракционной.

o малая плотность газовых активных сред, что приводит к сужению контура усиления и высокой монохроматичности.

o высокая мощность, непрерывный и импульсный режимы

o высокий КПД

o вследствие вышеизложенного – высокая яркость и высокая плотность мощности, что наиболее важно в лазерных

o технологиях обработки материалов.

Твердотельные

o высокая удельная мощность,

o высокое качество при большой мощности (TEM00),

o высокий кпд (с диодной накачкой) > 20%,

o большая энергия (до кДж/импульс),

o широкий диапазон длин волн,

o широкий диапазон длительностей импульсов (от 10–2 до 10–15 с),

o совместимость длин волн с оптическим волокном,

o возможность получения генерации в волокнах и высокие характеристики этих лазеров,

o большая яркость,

o высокая надежность.

Полупроводниковые

o высокий КПД (≈ 50%)

o малые габариты

o большая мощность (до 2 кВт —1999, 5 кВт — 2000, 10 кВт — 2004)

o совместимость длины волны с оптическим волокном

o регулирование длины волны

o малое время включения–выключения

Дата добавления: 2014-10-22