Language
Country/Area
No result found
Từ ruby đến tinh thể pha tạp niobium: Công nghệ cốt lõi của laser trạng thái rắn được bơm bằng đi-ốt là gì?
Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, laser trạng thái rắn bơm đi-ốt (DPSSL), là một công nghệ laser mới nổi, đã dần chiếm vị trí trong nhiều ứng dụng khác nhau nhờ hiệu suất tuyệt vời và thiết kế nhỏ gọn. Công nghệ này chủ yếu dựa trên việc sử dụng điốt laser để cung cấp năng lượng cho môi trường khuếch đại ở trạng thái rắn (chẳng hạn như tinh thể YAG pha tạp ruby hoặc niobium) để tạo ra chùm tia laser. Sau đây là phần thảo luận chuyên sâu về công nghệ cốt lõi của DPSSL.
Giới thiệu công nghệ cốt lõi
Đối với laser trạng thái rắn được bơm bằng điốt, hiệu suất ghép năng lượng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất laser đầu ra cuối cùng. Bằng cách điều chỉnh bước sóng của diode laser để đạt được hệ số hấp thụ tối ưu trong tinh thể, DPSSL có thể hoạt động ở năng lượng photon bơm thấp hơn, cải thiện đáng kể hiệu suất chuyển đổi năng lượng tổng thể.
So với đèn phóng điện cường độ cao, DPSSL dựa vào mật độ năng lượng cao hơn để làm cho thiết kế tổng thể nhỏ gọn hơn và giảm thiểu thất thoát năng lượng.
Công nghệ ghép nối và hiệu suất chùm tia
Điốt laser công suất cao thường được chế tạo ở dạng dải, trong đó có nhiều điốt laser dải đơn nằm cạnh nhau. Thông qua các phương tiện kỹ thuật, chùm tia laser nhắm vào tinh thể thông qua một thiết bị ngưng tụ cụ thể, giúp tăng đáng kể độ sáng của chùm tia, từ đó cải thiện chất lượng của chùm tia và kéo dài tuổi thọ của diode.
Công nghệ này không chỉ giúp chùm tia laser chính xác hơn thông qua việc căn chỉnh trục quang nhanh mà còn giảm tác động của nhiễu xạ trên khoảng cách xa, duy trì cường độ cao và độ ổn định của chùm tia.
Các ứng dụng DPSSL phổ biến hiện nay
Con trỏ laser màu xanh lá cây 532nm là một trong những DPSSL được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Khi sử dụng diode laser hồng ngoại 808 nm để bơm tinh thể YAG pha tạp niobium hoặc YVO4 pha tạp niobium, bước sóng laser 1064 nm có thể được tạo ra và sau đó nhân tần số được thực hiện thông qua tinh thể KTP để tạo ra chùm tia 532 nm. . Hiệu suất của DPSSL xanh này là khoảng 20% và thậm chí có thể đạt tới 35% trong điều kiện tối ưu.
So sánh giữa DPSSL và laser diode
Mặc dù DPSSL và laser diode đơn giản đều là công nghệ laser trạng thái rắn nhưng cả hai đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Chất lượng chùm tia của DPSSL thường tương đối cao và có thể đạt được công suất đầu ra cực cao, trong khi giá thành của laser diode tương đối thấp hơn, hoạt động và tính mô đun của nó linh hoạt hơn. Thông qua thiết kế hợp lý, mỗi công nghệ laser này đều đóng một vai trò không thể thiếu trong các lĩnh vực chuyên môn khác nhau.
Mặc dù DPSSL có lợi thế về hiệu suất nhưng laser diode rõ ràng hấp dẫn hơn về mặt giá cả và hiệu quả sử dụng năng lượng.
Triển vọng và thách thức trong tương lai
Khi nhu cầu về DPSSL công suất cao tiếp tục tăng, nghiên cứu nhằm cải thiện hiệu quả của nó cũng đang được tiến hành. Đặc biệt, sự phát triển của nguồn bơm diode khóa bước sóng mới đã cải thiện đáng kể hiệu suất laser và đặc tính quang phổ của DFSSL.
Những tiến bộ công nghệ này không chỉ có nghĩa là hiệu suất cao hơn mà còn giảm chi phí vận hành chung của công nghệ laser.
Kết luận
Do hiệu suất cao và khả năng thu nhỏ, laser rắn được bơm đi-ốt không ngừng mở rộng phạm vi ứng dụng, từ sản xuất công nghiệp đến đời sống hàng ngày. Liệu tiến bộ công nghệ như vậy có ảnh hưởng đến hướng phát triển tương lai của công nghệ laser hay không?
