Teknologi laser telah casaya menjadi orang-orang' s kehidupan dari semua aspek, tetapi ada banyak jenis laser, dengan panjang gelombang yang berbeda dan karakteristik yang berbeda, sehingga bidang aplikasi berbeda. Saya percaya bahwa kebanyakan orang memiliki sedikit sakit kepala dalam menghadapi jenis laser yang rumit. Oleh karena itu, artikel ini merangkum berbagai jenis laser dan menjelaskan karakteristik dan aplikasi praktis dari masing-masing jenis laser satu per satu.
Menurut media kerja yang berbeda, laser dibagi menjadi laser padat, laser gas, laser pewarna, laser semikonduktor, serat laser dan laser elektron bebas. Di antara mereka, ada banyak jenis laser solid-state dan laser gas terbagi. Kecuali untuk laser elektron gratis, prinsip kerja dasar semua jenis laser adalah sama, termasuk sumber pompa, resonator optik, dan media penguatan.
Dalam laser solid-state, cahaya umumnya digunakan sebagai sumber pompa, dan kristal atau kacamata yang mampu menghasilkan sinar laser disebut zat kerja laser. Zat pengerjaan laser terdiri dari matriks dan ion pengaktif. Bahan matriks memberikan keberadaan yang sesuai dan lingkungan kerja untuk ion pengaktif, dan proses menghasilkan laser diselesaikan oleh ion pengaktif. Ion aktif yang umum digunakan adalah ion logam transisi, seperti kromium, berlian, nikel, dan ion logam tanah jarang, seperti ion neodymium. Sebuah reflektor dilapisi dengan film dielektrik pada permukaan berfungsi sebagai lensa rongga resonan, salah satunya adalah cermin penuh dan satu adalah cermin setengah. Ketika ion pengaktif yang berbeda, bahan matriks yang berbeda dan panjang gelombang cahaya yang berbeda digunakan untuk eksitasi, berbagai panjang gelombang sinar laser yang berbeda akan dipancarkan. Berbagai jenis laser solid-state dan aplikasinya.
Laser Ruby
Panjang gelombang laser output adalah 694. {{1}} nm, dan tingkat konversi fotoelektrik rendah, hanya 0. 1%. Namun, masa pakai fluoresensi yang panjang kondusif untuk penyimpanan energi, dan dapat menghasilkan daya pulsa puncak yang tinggi. Laser yang dihasilkan oleh batang ruby dengan ketebalan inti pena dan jari-jari yang panjang dapat dengan mudah menembus lembaran besi. Sebelum munculnya laser YAG yang lebih efisien, laser ruby banyak digunakan dalam pemotongan dan pengeboran laser. Selain itu, 694 nm cahaya mudah diserap oleh melanin, sehingga laser ruby juga digunakan untuk pengobatan lesi berpigmen (bintik-bintik kulit pada kulit).
Laser safir titanium
Karena sifat kristalnya, ia memiliki rentang merdu yang luas (yaitu, rentang panjang gelombang), dan dapat menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang 660 nm-1200nm sesuai dengan kebutuhan. Digabungkan dengan kematangan teknologi penggandaan frekuensi (yang dapat menggandakan frekuensi cahaya, yaitu, membagi dua panjang gelombang), kisaran panjang gelombang dapat diperpanjang ke 330 nm-600nm. Titanium safir laser digunakan dalam spektrometri femtosecond, penelitian optik non-linear, generasi cahaya putih, generasi gelombang terahertz, dll, dan memiliki aplikasi dalam kecantikan medis.
YAG
Ini adalah singkatan dari yttrium aluminium garnet. Zat ini saat ini merupakan matriks kristal laser yang paling baik dengan karakteristik yang komprehensif. Ini dapat menghasilkan 1064 nm cahaya setelah didoping dengan neodymium (Nd), dan daya output kontinu maksimum dapat mencapai 1000 w. Pada hari-hari awal, flash gas inert digunakan sebagai sumber pompa laser. Namun, metode pompa flash memiliki rentang spektral yang luas, kebetulan yang buruk dengan spektrum penyerapan media penguatan laser, dan beban termal yang besar, yang menghasilkan tingkat konversi fotoelektrik yang rendah. Oleh karena itu, menggunakan pompa LD (dioda laser) dapat mencapai efisiensi tinggi, daya tinggi, dan umur laser yang panjang. Nd: Laser YAG dapat digunakan dalam pengobatan hemangioma untuk menghambat pertumbuhan tumor. Namun, kerusakan termal dari laser ini ke jaringan tidak selektif. Saat membekukan pembuluh darah tumor, kelebihan energi juga akan merusak jaringan normal di sekitarnya, meninggalkan bekas luka setelah operasi. Oleh karena itu, laser Nd: YAG sebagian besar digunakan dalam operasi, ginekologi, fitur wajah, dan lebih sedikit dalam dermatologi.
Yb: YAG, didoping dengan Yb (Yb) di YAG, dapat menghasilkan 1030 nm cahaya. Yb: YAG' panjang gelombang pompa adalah 941 nm, yang sangat dekat dengan panjang gelombang keluaran, yang dapat mencapai efisiensi kuantum pompa dari 91. 4 %, dan panas yang dihasilkan oleh pompa ditekan hingga dalam 10% (sebagian besar energi input diubah menjadi output. Sebagian kecil energi laser menjadi panas, yang berarti bahwa efisiensi konversi sangat tinggi), yaitu 25% hingga 30% dari Nd: YAG. Yb: YAG telah menjadi salah satu media laser solid-state yang paling mencolok. Daya tinggi yang dipompa LD Yb: Laser solid-state YAG telah menjadi hotspot penelitian baru dan dianggap sebagai arahan utama untuk pengembangan laser solid-state berefisiensi tinggi dan tinggi.
Selain dua jenis di atas, YAG juga dapat dicampur dengan erbium (Ho), erbium (Er), dan sejenisnya. Ho: YAG dapat menghasilkan 2097 nm dan 2091 nm laser yang aman untuk mata manusia. Ini terutama cocok untuk komunikasi optik, radar dan aplikasi medis. Er: YAG menampilkan 2. 9 μm menyala. Tubuh manusia memiliki tingkat penyerapan yang tinggi pada panjang gelombang ini, dan memiliki potensi aplikasi besar untuk operasi laser dan bedah vaskular.
Laser pewarna
Laser yang menggunakan pewarna organik sebagai media laser, biasanya merupakan larutan cair. Dibandingkan dengan media laser gas dan padat, laser pewarna sering dapat digunakan pada rentang panjang gelombang yang lebih luas. Bandwidth lebar membuatnya sangat cocok untuk laser yang dapat ditala dan berdenyut. Namun, karena masa pakai media yang pendek dan daya output yang terbatas, pada dasarnya telah digantikan oleh laser solid-state dengan panjang gelombang merdu seperti titanium safir.
Slaser emikonduktor
Ini adalah laser yang menggunakan bahan semikonduktor sebagai zat yang bekerja. Ada tiga jenis metode eksitasi: injeksi listrik, eksitasi berkas elektron dan pemompaan optik. Ukuran kecil, harga murah, efisiensi tinggi, umur panjang, konsumsi daya rendah, dapat digunakan di bidang informasi elektronik, pencetakan laser, penunjuk laser, komunikasi optik, TV laser, proyektor laser kecil, informasi elektronik, optik terintegrasi. jenis laser yang penting.
Laser serat optik
Ini mengacu pada laser yang menggunakan serat kaca elemen langka yang diolah tanah sebagai media penguatan, yang memiliki berbagai aplikasi, termasuk komunikasi serat laser, komunikasi jarak jauh ruang laser, pembuatan kapal industri, pembuatan mobil, ukiran laser, penandaan laser, pemotongan laser , gulungan cetak, logam Pengeboran / pemotongan / pengelasan logam (brazing, quenching, cladding dan deep welding), keamanan pertahanan militer, peralatan dan peralatan medis, infrastruktur skala besar, sebagai sumber pompa untuk laser lain, dll.
Laser elektron gratis
Ini adalah jenis baru dari sumber radiasi koheren daya tinggi yang berbeda dari laser tradisional. Itu tidak memerlukan gas, cairan atau padat sebagai bahan kerja, tetapi secara langsung mengubah energi kinetik dari berkas elektron berenergi tinggi menjadi energi radiasi yang koheren. Oleh karena itu, substansi kerja dari laser elektron bebas juga dapat dianggap sebagai elektron bebas. Ini memiliki serangkaian karakteristik yang sangat baik seperti daya tinggi, efisiensi tinggi, penyetelan panjang gelombang jangkauan luas, dan struktur waktu pulsa ultra-pendek. Selain itu, tidak ada laser yang dapat memiliki karakteristik ini secara bersamaan. Ini memiliki prospek yang sangat menjanjikan dalam penelitian fisika, senjata laser, fusi laser, fotokimia, dan komunikasi optik.