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ルビーからニオブドープ結晶まで: ダイオード励起固体レーザーの中核技術とは何ですか?
科学技術の急速な発展に伴い、新興レーザー技術としてのダイオード励起固体レーザー (DPSSL) は、その優れた効率とコンパクトな設計により、徐々にさまざまな用途での地位を占めるようになりました。この技術は主に、レーザー ダイオードを使用して固体利得媒体 (ルビーまたはニオブをドープした YAG 結晶など) にエネルギーを供給してレーザー ビームを生成することに基づいています。以下では、DPSSL のコア テクノロジーについて詳しく説明します。
コアテクノロジーの紹介
ダイオード励起固体レーザーの場合、エネルギー結合の効率は最終出力レーザーの性能に直接影響します。レーザー ダイオードの波長を調整して結晶内で最適な吸収係数を達成することにより、DPSSL はより低い励起光子エネルギーで動作することができ、全体のエネルギー変換効率が大幅に向上します。
高輝度放電ランプと比較して、DPSSL はより高い電力密度を利用して全体の設計をよりコンパクトにし、エネルギー損失を最小限に抑えます。
結合技術とビーム性能
高出力レーザー ダイオードは通常、互いに隣接する複数の単一ストリップ レーザー ダイオードを含むストリップ形式で製造されます。技術的手段により、レーザービームは特定のコンデンサーを通して結晶に向けられ、ビームの輝度が大幅に増加し、それによってビームの品質が向上し、ダイオードの耐用年数が延長されます。
この技術は、迅速な光軸調整によりレーザー ビームの精度を高めるだけでなく、長距離にわたる回折の影響を軽減し、ビームの高い強度と安定性を維持します。
今日の主流の DPSSL アプリケーション
532nm 緑色レーザー ポインターは、現在最も一般的に使用されている DPSSL の 1 つです。 808 nm の赤外線レーザー ダイオードを使用してニオブ ドープ YAG またはニオブ ドープ YVO4 結晶を励起すると、1064 nm のレーザー波長が生成され、KTP 結晶を通じて周波数逓倍が実行されて 532 nm のビームが生成されます。 。このグリーン DPSSL の効率は約 20% で、最適な条件下では 35% に達することもあります。
DPSSL とダイオード レーザーの比較
DPSSL と単純なダイオード レーザーはどちらも固体レーザー テクノロジーですが、どちらにも独自の長所と短所があります。 DPSSL のビーム品質は通常比較的高く、非常に高い出力を達成できます。一方、ダイオード レーザーのコストは比較的低く、その動作とモジュール性はより柔軟です。合理的な設計により、これらのレーザー技術はそれぞれ、さまざまな専門分野で不可欠な役割を果たします。
DPSSL にはパフォーマンスの点で利点がありますが、価格とエネルギー効率の点ではダイオード レーザーの方が明らかに魅力的です。
今後の展望と課題
高出力 DPSSL の需要が増加し続ける中、その効率を向上させる研究も進行中です。特に、新しい波長ロックダイオード励起光源の開発により、DFSSL のレーザー効率とスペクトル特性が大幅に向上しました。
これらの技術の進歩は、パフォーマンスの向上を意味するだけでなく、レーザー技術の全体的な運用コストも削減します。
結論
ダイオード励起固体レーザーは、その高効率と小型化により、工業生産から日常生活に至るまでその応用範囲を拡大し続けています。このような技術の進歩は、レーザー技術の将来の開発方向に影響を及ぼしますか?
