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Do rubi aos cristais dopados com nióbio: Quais são as principais tecnologias dos lasers de estado sólido bombeados por diodo?
Com o rápido desenvolvimento da ciência e da tecnologia, o laser de estado sólido bombeado por diodo (DPSSL), como uma tecnologia laser emergente, tem gradualmente ocupado um lugar em diversas aplicações devido à sua excelente eficiência e design compacto. Esta tecnologia é baseada principalmente no uso de diodos laser para fornecer energia a um meio de ganho de estado sólido (como cristal YAG dopado com rubi ou nióbio) para gerar um feixe de laser. A seguir está uma discussão aprofundada da tecnologia central do DPSSL.
Introdução à tecnologia principal
Para lasers de estado sólido bombeados por diodo, a eficiência do acoplamento de energia afeta diretamente o desempenho final do laser de saída. Ao ajustar o comprimento de onda do diodo laser para atingir o coeficiente de absorção ideal no cristal, o DPSSL pode operar com menor energia de fótons da bomba, melhorando significativamente a eficiência geral de conversão de energia.
Comparada com lâmpadas de descarga de alta intensidade, a DPSSL depende de sua maior densidade de potência para tornar o design geral mais compacto e minimizar a perda de energia.
Tecnologia de acoplamento e desempenho do feixe
Os diodos laser de alta potência são normalmente fabricados em forma de tira, que contém vários diodos laser de tira única adjacentes uns aos outros. Por meios técnicos, o feixe de laser é direcionado ao cristal através de um condensador específico, o que aumenta significativamente o brilho do feixe, melhorando assim a qualidade do feixe e prolongando a vida útil do diodo.
Esta tecnologia não só torna o feixe de laser mais preciso através do rápido alinhamento do eixo óptico, mas também reduz os efeitos da difração em longas distâncias, mantendo a alta intensidade e estabilidade do feixe.
Os principais aplicativos DPSSL atuais
O ponteiro laser verde de 532nm é um dos DPSSLs mais comumente usados atualmente. Quando um diodo laser infravermelho de 808 nm é usado para bombear um cristal YAG dopado com nióbio ou YVO4 dopado com nióbio, um comprimento de onda do laser de 1064 nm pode ser gerado e, em seguida, a multiplicação de frequência é realizada através do cristal KTP para gerar um feixe de 532 nm. . A eficiência deste DPSSL verde é de cerca de 20%, podendo até chegar a 35% em condições ideais.
Comparação entre DPSSL e laser de diodo
Embora o DPSSL e o laser de diodo simples sejam tecnologias de laser de estado sólido, ambos têm suas próprias vantagens e desvantagens. A qualidade do feixe do DPSSL é geralmente relativamente alta e pode atingir uma potência de saída extremamente alta, enquanto o custo dos lasers de diodo é relativamente menor e sua operação e modularidade são mais flexíveis. Através de um design razoável, cada uma dessas tecnologias laser desempenha um papel indispensável em diferentes campos profissionais.
Embora o DPSSL tenha vantagens em desempenho, os lasers de diodo são claramente mais atrativos em termos de preço e eficiência energética.
Perspectivas e desafios futuros
À medida que a procura por DPSSL de alta potência continua a aumentar, também estão em curso pesquisas para melhorar a sua eficiência. Em particular, o desenvolvimento de novas fontes de bomba de diodo com comprimento de onda bloqueado melhorou significativamente a eficiência do laser e as características espectrais do DFSSL.
Esses avanços tecnológicos não significarão apenas maior desempenho, mas também reduzirão os custos operacionais gerais da tecnologia laser.
Conclusão
Devido à sua alta eficiência e miniaturização, os lasers de estado sólido bombeados por diodo estão expandindo continuamente sua gama de aplicações, desde a produção industrial até a vida cotidiana. Esse progresso tecnológico afetará a direção futura do desenvolvimento da tecnologia laser?
