Editorial Feature

什么是准分子,固态,纤维托管,半导体,染料和自由电子激光器?

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激光器在行业和专业具有众多应用,并且用于微电子器件生产,微机械,甚至眼镜。激光在三个部分中制造:能量源,增益介质或激光介质,以及制造光学谐振器的两个或更多个镜子。激光的类型由激光或增益介质控制,可以是固体,液体或气体。它也可以是半导体。

准分子激光器

准分子激光器是产生紫外线的脉冲气体放电激光器(UV)光。使用与准分子或激发二聚体的化学反应来为准分子激光器供电。准分子可以定义为异细化合物或二聚体分子,其短寿命,由两个原子物种形成。至少一个原子物种处于激励的电子状态。

有四种常用的准分子分子用于衍生自氟和氯气的准分子激光器。氩气氟化物(ArF)在193nm的波长下工作;氟普顿氟化物(KrF)在248nm的波长下工作;氟化物氙气(XeF)在波长351nm的波长下操作,并;氯化氙氯化物(XeCl)在308nm的波长下操作。

可以通过改变气体混合物来简单地改变准分子激光器的波长输出。然而,可以必须交换激光镜以获得最大输出。

准分子激光器非常适合于精密微机械的有机材料,以及精致的眼科手术和半导体光刻。

固态激光器

固态激光器或SSL使用玻璃或掺杂有离子的结晶材料。这用作激光物种。泵浦源(转移到增益介质的外部能量源)如二极管或闪光灯需要将离子泵送到激发水平。然后这导致离子放出辐射。

尽管存在有数百个固态介质,但只有几种固态介质是广泛使用的,其中已经实现了激光动作。最常见的固态激光类型是钕(Nd)掺杂成钇铝石榴石等晶体(YAG)。 ND:YAG激光器放出优异的波长,用于通过大气传输。

ND:YAG激光器也用于医疗领域,在地区 如眼科,化妆品手术,包括激光脱毛,也在软组织手术中的牙科。此外,它用于制造业的应用,如雕刻和蚀刻各种塑料和金属。

钕也掺杂钇炔酸盐,形成Nd:YVO4,氟化钇锂形成Nd:YLF。它们通常用作二极管泵浦固态激光器的激光介质。

固态激光器中使用的其他常见掺杂剂是YTTERBIUM,钬,丘脑和铒。另一种类型的固态激光器是掺杂到蓝宝石中的钛(Ti:sapphire)。 TI:蓝宝石生产高度可调谐的红外激光器,常用于光谱学。

纤维托管激光器

玻璃纤维或光纤托管激光器也被归类为固态激光器。由于纤维的高表面积为容积比,它们可以支持非常高的功率输出并允许充分冷却。另外,由于光纤的波动性能,梁的热失真有降低。

掺铒光纤激光器是最常见的光纤激光器之一。使用铒,因为铒颗粒具有能够吸收波长为980nm的光子的能量水平,这衰减到相当于1550nm的元稳定状态,这意味着可用于实现高质量,高能量的成本效益泵源梁。

纤维托管激光器的好处在于它们的稳定性。与其他类型的激光器不同,需要非常微调调谐以正确对齐它们。然而,由于光纤激光器在光纤本身内产生梁,因此不需要敏感光学和微调。

半导体激光器

半导体激光器是现有激光类型最基本的激光器。它们通常也称为激光二极管。半导体激光器或激光二极管是二极管,通过刺激发射,发出相干光。激光二极管的结构类似于发光二极管,其中它由半导体板内的P-N结构成。低功率激光二极管的应用可以在激光打印机和CD / DVD播放器中找到。更强大的激光二极管经常用于光学泵送其他激光,高效。

另一种类型的半导体激光器是垂直腔表面发射激光器或Vcsels。它们的发射方向垂直于晶片表面。

染料激光器

染料激光器是使用有机染料作为激光介质的激光器。有机染料激光介质通常是液体形式的,并且连续地通过激光室循环。染料可以通过闪光灯或由诸如氩离子激光的另一激光泵送。

Rhodamine 6g,通常称为RH6G,是一种广泛使用的染料。染料激光器通常用于皮肤科,但也用于天文学,制造,医药和光谱。

自由电子激光器

自由电子激光器或纤维是激光器,其与常规激光器共享相同的光学性质。电池包括相干的高功率电磁辐射。 FEL的激光介质是相对论的电子束,因此其标题。这使得激光非常可调,并且目前,波长范围从微波到太赫兹辐射,红外,可见光谱,紫外线和X射线。

自由电子激光器的应用在核融合,同位素分离,远程高分辨率雷达和促进剂中的颗粒加速器中设想。

概括

激光器的应用是很普遍的,并且通过激光器构建和操作的机制相应地变化。将受益于激光器的行业的名称命名。据认为,激光的未来应用可能包括纳米技术的发展,甚至可以向航天器提供能量。

来源和进一步阅读

本文于11日更新TH. March, 2019.

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