Kể từ sự ra đời của laser ruby xung trạng thái rắn đầu tiên, sự phát triển của laser đã rất nhanh chóng và các laser với nhiều vật liệu làm việc và chế độ hoạt động khác nhau tiếp tục xuất hiện. Laser được phân loại theo nhiều cách khác nhau:
1. Theo chế độ hoạt động, nó được chia thành: laser liên tục, laser gần như liên tục, laser xung và laser xung cực ngắn.
Đầu ra laser của laser liên tục là liên tục và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực cắt, hàn và ốp laser. Đặc tính hoạt động của nó là sự kích thích của chất làm việc và đầu ra laser tương ứng có thể được tiếp tục liên tục trong một thời gian dài. Vì hiệu ứng quá nhiệt của thiết bị thường không thể tránh khỏi trong quá trình hoạt động liên tục nên phải thực hiện các biện pháp làm mát thích hợp trong hầu hết các trường hợp.
Laser xung có công suất đầu ra lớn và phù hợp để đánh dấu, cắt, phân loại bằng laser, v.v. Đặc điểm hoạt động của nó bao gồm nén năng lượng laser để tạo thành độ rộng xung hẹp, công suất cực đại cao và tần số lặp lại có thể điều chỉnh, chủ yếu bao gồm chuyển mạch Q, khóa chế độ , MOPA và các phương pháp khác. Vì hiệu ứng quá nhiệt và hiệu ứng sứt mẻ cạnh có thể được giảm bớt một cách hiệu quả bằng cách tăng công suất xung đơn nên nó chủ yếu được sử dụng trong xử lý tinh.
2. Theo dải làm việc, nó được chia thành: laser hồng ngoại, laser ánh sáng nhìn thấy, laser tia cực tím và laser tia X.
Laser hồng ngoại giữa chủ yếu là laser CO2 10,6um được sử dụng rộng rãi;
Laser cận hồng ngoại được sử dụng rộng rãi, bao gồm 1064 ~ 1070nm trong lĩnh vực xử lý laser; 1310 và 1550nm trong lĩnh vực truyền thông cáp quang; 905nm và 1550nm trong lĩnh vực lidar; 878nm, 976nm, v.v. cho các ứng dụng máy bơm;
Vì laser ánh sáng khả kiến có thể tăng gấp đôi tần số từ 532nm đến 1064nm, nên laser xanh 532nm được sử dụng rộng rãi trong xử lý laser, ứng dụng y tế, v.v.;
Laser UV chủ yếu bao gồm 355nm và 266nm. Vì tia cực tím là nguồn ánh sáng lạnh nên nó chủ yếu được sử dụng trong xử lý tinh, đánh dấu, ứng dụng y tế, v.v.
3. Theo môi trường làm việc, nó được chia thành: laser khí, laser sợi quang, laser rắn, laser bán dẫn, v.v.
3.1 Laser khí chủ yếu bao gồm laser CO2, sử dụng các phân tử khí CO2 làm môi trường hoạt động. Bước sóng laser của chúng là 10,6um và 9,6um.
tính năng chính:
-Bước sóng phù hợp để xử lý vật liệu phi kim loại, điều này giải quyết vấn đề là laser sợi quang không thể xử lý phi kim loại và có các đặc tính khác với xử lý laser sợi quang trong lĩnh vực xử lý;
-Hiệu suất chuyển đổi năng lượng khoảng 20% ~ 25%, công suất đầu ra liên tục có thể đạt mức 104W, năng lượng đầu ra xung có thể đạt mức 104 Joules và độ rộng xung có thể được nén đến mức nano giây;
-Bước sóng nằm ngay trong cửa sổ khí quyển và ít gây hại cho mắt người hơn nhiều so với ánh sáng khả kiến và tia hồng ngoại 1064nm.
Nó được sử dụng rộng rãi trong xử lý vật liệu, thông tin liên lạc, radar, phản ứng hóa học gây ra, phẫu thuật, v.v. Nó cũng có thể được sử dụng cho các phản ứng nhiệt hạch do laser gây ra, tách đồng vị bằng laser và vũ khí laser.
3.2 Laser sợi quang là loại laser sử dụng sợi thủy tinh pha tạp nguyên tố đất hiếm làm môi trường khuếch đại. Do hiệu suất và đặc tính vượt trội cũng như lợi thế về chi phí nên nó hiện là loại laser được sử dụng rộng rãi nhất. Các tính năng như sau:
(1) Chất lượng chùm tia tốt: Cấu trúc ống dẫn sóng của sợi quang xác định rằng laser sợi quang dễ dàng thu được đầu ra chế độ ngang đơn, ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài và có thể đạt được đầu ra laser có độ sáng cao.
(2) Tia laser đầu ra có nhiều bước sóng: Điều này là do mức năng lượng của các ion đất hiếm rất phong phú và có nhiều loại ion đất hiếm;
(3) Hiệu suất cao: Hiệu suất quang điện tổng thể của laser sợi quang thương mại cao tới 25%, có lợi cho việc giảm chi phí, bảo tồn năng lượng và bảo vệ môi trường.
(4) Đặc tính tản nhiệt tốt: vật liệu thủy tinh có tỷ lệ thể tích trên diện tích cực thấp, tản nhiệt nhanh và tổn thất thấp nên hiệu suất chuyển đổi cao và ngưỡng laser thấp;
(5) Cấu trúc nhỏ gọn và độ tin cậy cao: Không có thấu kính quang học trong khoang cộng hưởng, có ưu điểm là không cần điều chỉnh, không cần bảo trì và độ ổn định cao mà các loại laser truyền thống không thể so sánh được;
(6) Chi phí sản xuất thấp: Sợi quang thủy tinh có chi phí sản xuất thấp, công nghệ hoàn thiện và những ưu điểm về thu nhỏ và tăng cường do khả năng cuộn của sợi quang mang lại.
Laser sợi quang có nhiều ứng dụng, bao gồm truyền thông sợi laser, truyền thông đường dài trong không gian laser, đóng tàu công nghiệp, sản xuất ô tô, khắc laser, đánh dấu laser, cắt laser, con lăn in, quốc phòng và an ninh, thiết bị và thiết bị y tế, và như máy bơm cho các loại laser khác Pu Yuan, v.v.
3.3 Môi trường làm việc của laser trạng thái rắn là các tinh thể cách điện, thường được kích thích bằng bơm quang học.
Laser YAG (tinh thể ngọc hồng lựu yttrium nhôm pha tạp rubidium) thường sử dụng đèn krypton hoặc xenon làm đèn bơm, vì chỉ một số bước sóng cụ thể của ánh sáng bơm sẽ bị ion Nd hấp thụ và phần lớn năng lượng sẽ được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt. Thông thường hiệu suất chuyển đổi năng lượng của Laser YAG thấp. Và tốc độ xử lý chậm dần được thay thế bằng laser sợi quang.
Laser trạng thái rắn mới, laser trạng thái rắn công suất cao được bơm bằng laser bán dẫn. Ưu điểm là hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao, hiệu suất chuyển đổi quang điện của laser bán dẫn cao tới 50%, cao hơn nhiều so với đèn flash; nhiệt phản ứng sinh ra trong quá trình vận hành nhỏ, nhiệt độ trung bình ổn định và có thể chế tạo thành thiết bị được xử lý hoàn toàn, loại bỏ ảnh hưởng của rung động và vạch phổ laser hẹp hơn, ổn định tần số tốt hơn; cuộc sống lâu dài, cấu trúc đơn giản và dễ sử dụng.
Ưu điểm chính của laser trạng thái rắn so với laser sợi quang là năng lượng xung đơn cao hơn. Kết hợp với điều chế xung cực ngắn, công suất liên tục thường trên 100W và công suất xung cực đại có thể lên tới 109W. Tuy nhiên, do việc chuẩn bị môi trường làm việc phức tạp hơn nên giá thành cao hơn.
Bước sóng chính là tia hồng ngoại gần 1064nm và có thể thu được laser trạng thái rắn 532nm, laser trạng thái rắn 355nm và laser trạng thái rắn 266nm thông qua việc tăng gấp đôi tần số.
3.4 Laser bán dẫn, còn được gọi là laser diode, là loại laser sử dụng vật liệu bán dẫn làm chất hoạt động.
Laser bán dẫn không yêu cầu cấu trúc khoang cộng hưởng phức tạp nên rất phù hợp cho nhu cầu thu nhỏ và nhẹ. Tốc độ chuyển đổi quang điện của nó cao, tuổi thọ dài và không cần bảo trì. Nó thường được sử dụng trong việc trỏ, hiển thị, liên lạc và các dịp khác. Nó cũng thường được sử dụng làm nguồn bơm cho các loại laser khác. Điốt laser, con trỏ laser và các sản phẩm quen thuộc khác đều sử dụng laser bán dẫn.
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Mô-đun sợi quang Trung Quốc, nhà sản xuất sợi quang ghép nối, nhà cung cấp linh kiện laser. Mọi quyền được bảo lưu.
