Introduktion och tillämpningar av vanliga vanliga lasrar

Sedan tillkomsten av den första solid-state pulsade rubinlasern har utvecklingen av lasrar varit mycket snabb, och lasrar med olika arbetsmaterial och driftslägen har fortsatt att dyka upp. Lasrar klassificeras på olika sätt:

1. Enligt driftsläget är det uppdelat i: kontinuerlig laser, kvasi-kontinuerlig laser, pulslaser och ultrakort pulslaser.

Laserutgången från den kontinuerliga lasern är kontinuerlig och används i stor utsträckning inom områdena laserskärning, svetsning och beklädnad. Dess arbetskarakteristik är att exciteringen av arbetssubstansen och motsvarande laserutgång kan fortsätta på ett kontinuerligt sätt under en lång tidsperiod. Eftersom överhettningseffekten av enheten ofta är oundviklig under kontinuerlig drift måste lämpliga kylningsåtgärder vidtas i de flesta fall.

Pulslaser har en stor uteffekt och är lämplig för lasermarkering, skärning, avståndsmätning etc. Dess arbetsegenskaper inkluderar laserenergikompression för att bilda smal pulsbredd, hög toppeffekt och justerbar repetitionsfrekvens, huvudsakligen inklusive Q-switching, lägeslåsning , MOPA och andra metoder. Eftersom överhettningseffekten och kantflisningseffekten effektivt kan reduceras genom att öka singelpulseffekten, används den mest vid finbearbetning.

2. Enligt arbetsbandet är det uppdelat i: infraröd laser, laser för synligt ljus, ultraviolett laser och röntgenlaser.

Mellaninfraröda lasrar är huvudsakligen 10,6um CO2-lasrar som används flitigt;

Nära-infraröda lasrar används i stor utsträckning, inklusive 1064~1070nm inom laserbehandling; 1310 och 1550nm inom området för optisk fiberkommunikation; 905nm och 1550nm inom området lidar-avstånd; 878nm, 976nm, etc. för pumptillämpningar;

Eftersom lasrar för synligt ljus kan frekvensdubbla 532nm till 1064nm, används 532nm gröna lasrar i stor utsträckning i laserbehandling, medicinska tillämpningar, etc.;

UV-lasrar inkluderar huvudsakligen 355nm och 266nm. Eftersom UV är en kall ljuskälla används den mest i finbearbetning, märkning, medicinska tillämpningar etc.

3. Enligt arbetsmediet är det uppdelat i: gaslaser, fiberlaser, solid laser, halvledarlaser etc.

3.1 Gaslasrar inkluderar huvudsakligen CO2-lasrar, som använder CO2-gasmolekyler som arbetsmedium. Deras laservåglängder är 10,6 um och 9,6 um.

huvud funktion:

-Våglängden är lämplig för bearbetning av icke-metalliska material, vilket kompenserar för problemet att fiberlasrar inte kan bearbeta icke-metaller, och har andra egenskaper än fiberlaserbearbetning inom bearbetningsområdet;

-Energiomvandlingseffektiviteten är cirka 20% ~ 25%, den kontinuerliga uteffekten kan nå nivån 104W, pulsutgångsenergin kan nå nivån 104 Joule, och pulsbredden kan komprimeras till nanosekundnivån;

-Våglängden ligger precis i atmosfärsfönstret och är mycket mindre skadlig för det mänskliga ögat än synligt ljus och 1064nm infrarött ljus.

Det används i stor utsträckning inom materialbearbetning, kommunikation, radar, inducerade kemiska reaktioner, kirurgi etc. Det kan också användas för laserinducerade termonukleära reaktioner, laserseparation av isotoper och laservapen.

3.2 Fiberlaser avser en laser som använder sällsynta jordartsmetaller dopad glasfiber som förstärkningsmedium. På grund av dess överlägsna prestanda och egenskaper, såväl som kostnadsfördelar, är den för närvarande den mest använda lasern. Funktionerna är följande:

(1) Bra strålkvalitet: Vågledarstrukturen hos den optiska fibern bestämmer att fiberlasern är lätt att erhålla en transversell utsignal, påverkas lite av externa faktorer och kan uppnå laserutdata med hög ljusstyrka.

(2) Utgångslasern har många våglängder: Detta beror på att energinivåerna för joner av sällsynta jordartsmetaller är mycket rika och det finns många typer av joner av sällsynta jordartsmetaller;

(3) Hög effektivitet: Den totala elektrooptiska effektiviteten för kommersiella fiberlasrar är så hög som 25%, vilket är fördelaktigt för kostnadsreduktion, energibesparing och miljöskydd.

(4) Bra värmeavledningsegenskaper: glasmaterial har ett extremt lågt volym-till-area-förhållande, snabb värmeavledning och låg förlust, så omvandlingseffektiviteten är hög och lasertröskeln är låg;

(5) Kompakt struktur och hög tillförlitlighet: Det finns ingen optisk lins i resonanshålrummet, vilket har fördelarna med justeringsfri, underhållsfri och hög stabilitet, som är oöverträffad av traditionella lasrar;

(6) Låg tillverkningskostnad: Glasoptisk fiber har låg tillverkningskostnad, mogen teknologi och fördelarna med miniatyrisering och intensifiering som orsakas av den optiska fiberns vindbarhet.

Fiberlasrar har ett brett utbud av applikationer, inklusive laserfiberkommunikation, laserrymdkommunikation på långa avstånd, industriell skeppsbyggnad, biltillverkning, lasergravering, lasermärkning, laserskärning, tryckvalsar, militärt försvar och säkerhet, medicinsk utrustning och utrustning, och som pumpar för andra lasrar Pu Yuan och så vidare.

3.3 Arbetsmediet för halvledarlasrar är isolerande kristaller, som i allmänhet exciteras av optisk pumpning.

YAG-lasrar (rubidiumdopad yttriumaluminiumgranatkristall) använder vanligtvis krypton- eller xenonlampor som pumplampor, eftersom endast ett fåtal specifika våglängder av pumpljus kommer att absorberas av Nd-joner, och det mesta av energin kommer att omvandlas till värmeenergi. Vanligtvis är YAG Laser energiomvandlingseffektivitet låg. Och den långsamma bearbetningshastigheten ersätts gradvis av fiberlasrar.

Ny halvledarlaser, en högeffekts halvledarlaser som pumpas av en halvledarlaser. Fördelarna är hög energiomvandlingseffektivitet, den elektrooptiska omvandlingseffektiviteten för halvledarlasrar är så hög som 50 %, vilket är mycket högre än för blixtlampor; den reaktiva värmen som genereras under drift är liten, medeltemperaturen är stabil och den kan göras till en helt härdad enhet, vilket eliminerar påverkan av vibrationer, och laserspektrumlinjen är smalare, bättre frekvensstabilitet; lång livslängd, enkel struktur och lätt att använda.

Den största fördelen med halvledarlasrar jämfört med fiberlasrar är att enkelpulsenergin är högre. I kombination med ultrakort pulsmodulering är den kontinuerliga effekten i allmänhet över 100W, och topppulseffekten kan vara så hög som 109W. Men eftersom beredningen av arbetsmediet är mer komplicerad är det dyrare.

Huvudvåglängden är 1064 nm nära-infraröd, och 532 nm solid state laser, 355 nm solid state laser och 266 nm solid state laser kan erhållas genom frekvensdubblering.

3.4 Halvledarlaser, även känd som laserdiod, är en laser som använder halvledarmaterial som sin arbetssubstans.

Halvledarlasrar kräver inte komplexa resonanshålighetsstrukturer, så de är mycket lämpliga för miniatyrisering och lättviktsbehov. Dess fotoelektriska omvandlingsfrekvens är hög, dess livslängd är lång och den kräver inget underhåll. Det används ofta vid pekning, visning, kommunikation och andra tillfällen. Den används också ofta som pumpkälla för andra lasrar. Laserdioder, laserpekare och andra välkända produkter använder alla halvledarlasrar.