Presentazione dell'"Anima" dei laser a stato solido

Presentazione dell'"Anima" dei laser a stato solido

Corrente principalelaser a stato solidomateriali

Il nucleo di qualsiasi laser è la sostanza di lavoro del laser e la sostanza di lavoro di uno stato solidolaserè essenzialmente solido. La maggior parte dei materiali laser a stato solido è composta da matrici cristalline e atomi o ioni drogati con attività laser, mentre le matrici amorfe (vetro) sono relativamente rare. Si prevede che gli ultimi sviluppi nella tecnologia di preparazione della ceramica amplieranno significativamente il campo di applicazione di materiali laser a basso costo e di alta qualità, che possono essere realizzati in dimensioni molto più grandi di quelle dei materiali cristallini.

Materiali laser allo stato solido comunemente utilizzati

Rubino: la sua composizione chimica è ossido di alluminio drogato con cromo (Cr:Al₂O₃). I rubini artificiali hanno una composizione chimica simile a quella dei rubini di qualità gemma, ma sono di purezza e qualità superiori. Appaiono rosa e hanno una lunghezza d'onda laser di 694,3 nanometri.

2. Granato di ittrio e alluminio drogato al neodimio (Nd:YAG): cristallo artificiale, con una lunghezza d'onda laser di 1064 nanometri, appartiene alla luce del vicino infrarosso ed è completamente invisibile e pericoloso per gli occhi. Il Nd:YAG è attualmente il materiale laser a stato solido più utilizzato, superando di gran lunga il rubino. Il motivo principale è che la sua soglia laser è più bassa e può raggiungere una maggiore energia di uscita a parità di energia di ingresso.

3. Vanadato di ittrio drogato al neodimio (Nd:YVO₄): spesso chiamato semplicemente "vanadato", è diventato il materiale preferito per i laser a stato solido pompati a diodo di bassa e media potenza (fino a diversi watt) grazie alla sua ampia sezione trasversale di emissione stimolata, alla bassa soglia laser e alle caratteristiche di uscita polarizzata. Le lunghezze d'onda operative sono 1064 nanometri e 1340 nanometri e, dopo il raddoppio della frequenza, può emettere laser con lunghezze d'onda di 532 nanometri e 670 nanometri.

4. Vetro drogato al neodimio (Nd:Glass): utilizzando il vetro amorfo come matrice, le sue proprietà laser sono simili a quelle del Nd:YAG. Il suo principale svantaggio è la conduttività termica relativamente bassa, solo 1/10 di quella di un cristallo, che ne rende difficile il raffreddamento in applicazioni ad alta potenza. Tuttavia, il suo vantaggio risiede nel fatto che può essere trasformato in supporti laser con un diametro superiore a 30 cm, controllando efficacemente la densità di energia ed evitando danni ai componenti ottici a livello di kilojoule.laser pulsatoe con un costo relativamente basso.

Altri importanti materiali per laser a stato solido, materiali drogati con erbio: tra cui granato di ittrio e alluminio drogato con erbio (Er:YAG, lunghezza d'onda di uscita 2940 nanometri) e vetro drogato con erbio (Er:vetro, lunghezza d'onda di uscita 1540 nanometri). Materiali drogati con olmio: tra cui granato di ittrio e alluminio drogato con olmio (Ho:YAG), fluoruro di litio e ittrio drogato con olmio (Ho:YLF) e vetro drogato con olmio (Ho:vetro, lunghezza d'onda di uscita da 2000 a 2100 nanometri). Materiali drogati con tulio: tra cui granato di ittrio e alluminio drogato con tulio (Tm:YAG), granato di lutezio e alluminio drogato con tulio (Tm:LuAG) e fluoruro di litio e ittrio drogato con tulio-olmio (Tm,Ho:YLF, lunghezza d'onda di uscita da 2000 a 2030 nanometri). Materiali drogati con itterbio: come tungstato di potassio e gadolinio drogato con itterbio (Yb:KGW, lunghezza d'onda di uscita da 1025 a 1045 nanometri). Alessandrite (lunghezza d'onda di uscita da 655 a 815 nanometri). Zaffiro drogato con titanio (Ti:Zaffiro, lunghezza d'onda di uscita da 840 a 1100 nanometri).