เทคโนโลยีเลเซอร์มีคaฉันเป็นคน' ชีวิตจากทุกแง่มุม แต่มีเลเซอร์หลายประเภทที่มีความยาวคลื่นที่แตกต่างกันและลักษณะที่แตกต่างกันดังนั้นฟิลด์ของแอปพลิเคชันจึงแตกต่างกัน ฉันเชื่อว่าคนส่วนใหญ่มีอาการปวดหัวเล็กน้อยเมื่อเผชิญหน้ากับเลเซอร์ที่ซับซ้อน ดังนั้นบทความนี้จึงสรุปเลเซอร์ชนิดต่าง ๆ และอธิบายถึงลักษณะและการใช้งานจริงของเลเซอร์แต่ละชนิดทีละหนึ่ง
ตามสื่อการทำงานที่แตกต่างกันเลเซอร์จะถูกแบ่งออกเป็นเลเซอร์ที่เป็นของแข็งเลเซอร์เลเซอร์ก๊าซเลเซอร์สีย้อมเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์เลเซอร์และเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระ ในหมู่พวกเขามีเลเซอร์โซลิดสเตตและเลเซอร์แก๊สหลายประเภท ยกเว้นเลเซอร์เลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระหลักการทำงานพื้นฐานของเลเซอร์ทุกชนิดจะเหมือนกันรวมถึงแหล่งที่มาของปั๊มเครื่องกำเนิดแสงและออปติคัลขนาดกลาง
ในเลเซอร์สถานะของแข็งแสงโดยทั่วไปจะใช้เป็นแหล่งปั๊มและคริสตัลหรือแว่นตาที่สามารถสร้างแสงเลเซอร์เรียกว่าสารเลเซอร์ทำงาน สารทำงานเลเซอร์ประกอบด้วยเมทริกซ์และไอออนกระตุ้น วัสดุเมทริกซ์ให้การมีอยู่และสภาพแวดล้อมการทำงานที่เหมาะสมสำหรับไอออนการเปิดใช้งานและกระบวนการสร้างเลเซอร์เสร็จสมบูรณ์โดยไอออนการเปิดใช้งาน การเปิดใช้งานไอออนที่ใช้กันทั่วไปส่วนใหญ่เป็นไอออนโลหะทรานซิชันเช่นโครเมียม, เพชร, นิกเกิลและไอออนของโลหะหายากในโลกเช่นไอออนนีโอไดเมียม แผ่นสะท้อนแสงที่เคลือบด้วยฟิล์มอิเล็กทริกบนพื้นผิวทำหน้าที่เป็นเลนส์โพรงเรโซแนนท์ซึ่งหนึ่งในนั้นเป็นกระจกแบบเต็มและอีกหนึ่งเป็นครึ่งกระจก เมื่อเปิดใช้งานไอออนที่แตกต่างกันวัสดุเมทริกซ์ที่แตกต่างกันและความยาวคลื่นของแสงที่แตกต่างกันถูกนำมาใช้เพื่อกระตุ้นความหลากหลายของความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสงเลเซอร์จะถูกปล่อยออกมา เลเซอร์โซลิดสเตตชนิดต่าง ๆ และการใช้งาน.
เลเซอร์ทับทิม
ความยาวคลื่นแสงเลเซอร์เอาท์พุทคือ 694. {{1}} nm และอัตราการแปลงโฟโตอิเล็กทริกต่ำเพียง 0 เท่านั้น 1% อย่างไรก็ตามอายุการเรืองแสงที่ยาวนานนั้นเอื้อต่อการจัดเก็บพลังงานและสามารถส่งพลังงานพัลส์สูงสุดได้ เลเซอร์ที่เกิดจากก้านทับทิมที่มีความหนาของแกนปากกาและนิ้วยาวสามารถเจาะแผ่นเหล็กได้อย่างง่ายดาย ก่อนการเกิดขึ้นของเลเซอร์ YAG ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเลเซอร์ทับทิมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตัดด้วยเลเซอร์และการเจาะ นอกจากนี้แสง 694 nm จะถูกดูดซึมโดยเมลานินได้อย่างง่ายดายดังนั้นเลเซอร์ทับทิมยังใช้สำหรับการรักษารอยโรคเม็ดสี (จุดผิวหนังบนผิวหนัง)
เลเซอร์แซฟไฟร์ไทเทเนียม
เนื่องจากคุณสมบัติของผลึกมันมีช่วงกว้างที่ปรับได้ (นั่นคือช่วงความยาวคลื่น) และสามารถส่งออกแสงที่มีความยาวคลื่น 660 nm-1200nm ตามความต้องการ บวกกับความเป็นผู้ใหญ่ของเทคโนโลยีเพิ่มความถี่สองเท่า (ซึ่งสามารถเพิ่มความถี่แสงเป็นสองเท่านั่นคือการลดความยาวคลื่นครึ่งหนึ่ง) ช่วงความยาวคลื่นสามารถขยายเป็น 330 nm-600nm เลเซอร์ไทเทเนี่ยมแซฟไฟร์ถูกนำมาใช้ใน femtosecond spectrometry, การวิจัยเกี่ยวกับทัศนศาสตร์แบบไม่เป็นเชิงเส้น, การสร้างแสงสีขาว, การสร้างคลื่น terahertz, และมีการใช้งานในด้านความงามทางการแพทย์
YAG
มันเป็นตัวย่อของโกเมนอลูมิเนียมอิตเทรียม สารนี้เป็นเมทริกซ์คริสตัลเลเซอร์ที่ยอดเยี่ยมที่สุดพร้อมคุณสมบัติที่ครอบคลุม มันสามารถส่งออก 1064 แสงนาโนเมตรหลังจากเจือด้วยนีโอดิเมียม (Nd) และกำลังขับสูงสุดต่อเนื่องสามารถเข้าถึง 1000 w ในช่วงแรก ๆ มีการใช้แฟลชก๊าซเฉื่อยเป็นแหล่งปั๊มของเลเซอร์ อย่างไรก็ตามวิธีการปั๊มแฟลชมีช่วงสเปกตรัมกว้างความบังเอิญไม่ดีกับสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของตัวกลางที่ได้รับเลเซอร์และโหลดความร้อนจำนวนมากซึ่งส่งผลให้อัตราการแปลงโฟโตอิเล็กทริกต่ำ ดังนั้นการใช้เครื่องสูบน้ำ LD (เลเซอร์ไดโอด) สามารถบรรลุประสิทธิภาพสูงพลังงานสูงและอายุการใช้งานที่ยาวนานของเลเซอร์ Nd: YAG laser สามารถใช้ในการรักษา hemangiomas เพื่อยับยั้งการเติบโตของเนื้องอก อย่างไรก็ตามความเสียหายจากความร้อนของเลเซอร์นี้ต่อเนื้อเยื่อไม่สามารถเลือกได้ ในขณะที่การแข็งตัวของหลอดเลือดเนื้องอกพลังงานส่วนเกินจะทำลายเนื้อเยื่อปกติรอบ ๆ ทิ้งรอยแผลเป็นหลังการผ่าตัด ดังนั้น Nd: YAG เลเซอร์ส่วนใหญ่จะใช้ในการผ่าตัดนรีเวชวิทยาลักษณะใบหน้าและน้อยกว่าในโรคผิวหนัง
Yb: YAG, เจือด้วย Yb (Yb) ใน YAG, สามารถส่งออกแสง 1030 nm Yb: YAG' s ความยาวคลื่นปั๊มคือ 941 nm ซึ่งอยู่ใกล้กับความยาวคลื่นเอาท์พุทมากซึ่งสามารถบรรลุประสิทธิภาพควอนตัมของปั๊ม 91 4 % และความร้อนที่เกิดขึ้นกับเครื่องสูบถูกเก็บไว้ภายใน 10% (พลังงานอินพุทส่วนใหญ่ถูกแปลงเป็นเอาท์พุทส่วนเล็ก ๆ ของพลังงานเลเซอร์กลายเป็นความร้อนซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพการแปลงสูงมาก) ซึ่งคือ 25% ถึง 30% ของ Nd: YAG Yb: YAG กลายเป็นหนึ่งในสื่อโซลิดสเตทเลเซอร์ที่เห็นได้ชัดเจนที่สุด เลเซอร์พลังงานสูง LD สูบ Yb: เลเซอร์สถานะของแข็ง YAG ได้กลายเป็นฮอตสปอตการวิจัยใหม่และถือเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการพัฒนาเลเซอร์สถานะของแข็งพลังงานสูงประสิทธิภาพสูง
นอกเหนือจากสองประเภทข้างต้น YAG ยังสามารถผสมกับเออร์เบียม (โฮ) เออร์เบียม (เอ้อ) และสิ่งที่คล้ายกัน โฮ: YAG สามารถสร้างเลเซอร์ 2097 nm และ 2091 nm ที่ปลอดภัยต่อสายตามนุษย์ ส่วนใหญ่จะเหมาะสำหรับการสื่อสารด้วยแสงเรดาร์และการใช้งานทางการแพทย์ Er: YAG เอาต์พุต 2. 9 แสงμm ร่างกายมนุษย์มีอัตราการดูดซึมสูงในช่วงความยาวคลื่นนี้และมีศักยภาพในการใช้งานที่ยอดเยี่ยมสำหรับการผ่าตัดด้วยเลเซอร์และการผ่าตัดหลอดเลือด
เลเซอร์สีย้อม
เลเซอร์ที่ใช้สีย้อมอินทรีย์เป็นสื่อเลเซอร์มักจะเป็นของเหลว เมื่อเทียบกับสื่อเลเซอร์ที่เป็นก๊าซและของแข็งสถานะเลเซอร์สีย้อมมักจะสามารถใช้ได้ในช่วงความยาวคลื่นที่กว้างขึ้น แบนด์วิดธ์กว้างทำให้พวกเขาเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเลเซอร์ที่ปรับได้และพัลซิ่ง อย่างไรก็ตามเนื่องจากอายุการใช้งานสั้นและกำลังส่งออกที่ จำกัด จึงถูกแทนที่ด้วยเลเซอร์โซลิดสเตตด้วยความยาวคลื่นที่ปรับได้เช่นแซฟไฟร์ไทเทเนียม
Sเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์
มันเป็นเลเซอร์ที่ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์เป็นสารทำงาน วิธีการกระตุ้นมีสามประเภท: การฉีดไฟฟ้าการกระตุ้นลำแสงอิเล็กตรอนและการสูบด้วยแสง ขนาดเล็ก, ราคาต่ำ, ประสิทธิภาพสูง, อายุการใช้งานนาน, การใช้พลังงานต่ำ, สามารถใช้ในด้านข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์, การพิมพ์เลเซอร์, ตัวชี้เลเซอร์, การสื่อสารด้วยแสง, เลเซอร์ทีวี, เครื่องฉายเลเซอร์ขนาดเล็ก, ข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์, เลนส์แบบบูรณาการ เลเซอร์ชนิดสำคัญ
เลเซอร์ไฟเบอร์ออปติก
มันหมายถึงเลเซอร์โดยใช้ใยแก้วที่มีธาตุดินเจือเป็นธาตุหายากซึ่งเป็นสื่อที่มีความหลากหลายซึ่งมีการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงการสื่อสารด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์เลเซอร์การสื่อสารทางไกลอวกาศเลเซอร์การต่อเรือระยะไกลอุตสาหกรรมการต่อเรืออุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์ , ม้วนพิมพ์, โลหะการขุดเจาะ / ตัด / เชื่อม (การประสาน, การชุบ, การหุ้มและการเชื่อมลึก), การรักษาความปลอดภัยการป้องกันทางทหาร, อุปกรณ์ทางการแพทย์และอุปกรณ์, โครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่เป็นแหล่งปั๊มสำหรับเลเซอร์อื่น ๆ ฯลฯ
ฟรีอิเล็กตรอนเลเซอร์
มันเป็นแหล่งกำเนิดรังสีเชื่อมโยงพลังงานสูงชนิดใหม่ที่แตกต่างจากเลเซอร์แบบดั้งเดิม ไม่ต้องใช้ก๊าซของเหลวหรือของแข็งเป็นวัสดุทำงาน แต่จะแปลงพลังงานจลน์ของลำอิเล็กตรอนพลังงานสูงไปเป็นพลังงานรังสีที่ต่อเนื่องกัน ดังนั้นสารทำงานของเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระจึงถือได้ว่าเป็นอิเล็กตรอนอิสระ มันมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมายเช่นพลังงานสูงประสิทธิภาพสูงการปรับช่วงกว้างของความยาวคลื่นและโครงสร้างเวลาของพัลส์แบบสั้นพิเศษ นอกเหนือจากนั้นไม่มีเลเซอร์สามารถมีลักษณะเหล่านี้ในเวลาเดียวกัน มันมีโอกาสในการวิจัยทางฟิสิกส์อาวุธเลเซอร์ฟิวชั่นเลเซอร์โฟโตเคมีและการสื่อสารด้วยแสง