Lasertehnoloogial on camind inimeste hulka&kõigis aspektides, kuid on olemas mitut tüüpi lasereid, erineva lainepikkusega ja erinevate omadustega, nii et rakendusalad on erinevad. Usun, et enamikul inimestel on keeruliste laseritüüpide ees väike peavalu. Seetõttu võtab see artikkel kokku eri tüüpi laserid ja selgitab iga laseritüübi omadusi ja praktilisi rakendusi ükshaaval.
Erinevate töömeediumite kohaselt jagunevad laserid tahketeks, gaas-, värvi-, pooljuht-, kiud- ja vabade elektronide laseriteks. Nende hulgas on palju alajaotustatud tüüpi tahkislaserid ja gaasilaserid. Igasuguste laserite tööpõhimõtted, välja arvatud tasuta elektronlaserid, on samad, sealhulgas pumbaallikas, optiline resonaator ja võimenduskeskkond.
Tahkislaserites kasutatakse valgust enamasti pumbaallikana ja laservalgust tekitada suutvaid kristalle või klaase nimetatakse laster tööaineteks. Laseri tööaine koosneb maatriksist ja aktiveerivast ioonist. Maatriksimaterjal tagab aktiveerivale ioonile sobiva olemasolu ja töökeskkonna ning aktiveeriva iooniga viiakse lõpule laserite genereerimise protsess. Tavaliselt kasutatavad aktiveerivad ioonid on peamiselt siirdemetallide ioonid, nagu kroomi, teemandi, nikli ja haruldaste muldmetallide ioonid, näiteks neodüümiioonid. Pinnal dielektrilise kilega kaetud helkur toimib resonantsõõnsusläätsena, millest üks on täispeegel ja teine on poolpeegel. Kui ergutamiseks kasutatakse erinevaid aktiveerivaid ioone, erinevaid maatriksimaterjale ja erinevat valguse lainepikkust, siis eraldub palju erinevaid laservalguse lainepikkusi. Erinevat tüüpi tahkislaserid ja nende rakendused.
Rubiinlaser
Laseri väljundkiirguse lainepikkus on 694. {{{1}} nm ja fotoelektrilise muundamise kiirus on madal, ainult 0. 1%. Selle pikk fluorestsentsi eluiga soodustab aga energia salvestamist ja see suudab väljutada impulsi suurt tippvõimsust. Pliiatsi südamiku ja pikkade sõrmede paksusega rubiinvardaga genereeritud laser võib hõlpsalt raudpleki tungida. Enne tõhusamate YAG-laserite ilmumist kasutati rubiinlaseid laserlõikamisel ja puurimisel laialdaselt. Lisaks neelab melaniin 694 nm valgust kergesti, seetõttu kasutatakse rubiinlaserit ka pigmenteerunud kahjustuste (naha laigud) raviks.
Titaani safiirlaser
Oma kristallomaduste tõttu on sellel lai häälestatav vahemik (see tähendab lainepikkuste vahemikku) ja see suudab vastavalt vajadusele väljastada valgust lainepikkusega 660 nm-1200nm. Koos sageduse kahekordistamise tehnoloogia küpsusega (mis võib valguse sagedust kahekordistada, see tähendab vähendada lainepikkust poole võrra), saab lainepikkuste vahemikku laiendada 330 nm-600nm-ni. Titaani safiirlaserit kasutatakse femtosekundi spektromeetrias, mittelineaarse optika uuringutes, valge valguse genereerimisel, terahertsiliste lainete genereerimisel jms ning neil on rakendused meditsiinilises ilu valdkonnas.
YAG
See on ütriumalumiiniumgranaadi lühend. See aine on praegu kõige suurepärasem terviklike omadustega laserkristallmaatriks. Pärast neodüümiga legeeritud (Nd) võib see väljastada 1064 nm valgust ja maksimaalne pidev väljundvõimsus võib ulatuda 1000 w-ni. Esimestel päevadel kasutati laseri pumbaallikana inertgaasi välku. Välkpumpmeetodil on aga lai spektrivahemik, halb kokkusattumus laseri võimenduskeskkonna neeldumisspektriga ja suur termiline koormus, mille tulemuseks on madal fotoelektriline muundamiskiirus. Seetõttu on LD (laserdiood) pumpide kasutamisel võimalik saavutada laser efektiivsus, suur võimsus ja pikk tööiga. Nd: YAG-laserit saab kasutada hemangioomide ravis tuumori kasvu pärssimiseks. Selle laseri kudede termiline kahjustus pole aga selektiivne. Kasvaja veresooni hüübides kahjustab liigne energia ka ümbritsevaid normaalseid kudesid, jättes armid pärast operatsiooni. Seetõttu kasutatakse Nd: YAG lasereid enamasti kirurgias, günekoloogias, näojoonte parandamisel ja vähem dermatoloogias.
Yb: YAG, Yb-ga (Yb) YAG-is lisandunud, võib väljastada 1030 nm valgust. Yb: YAG' pumba lainepikkus on 941 nm, mis on väljundi lainepikkusele väga lähedal, mis võib saavutada pumba kvantefektiivsuse 91. 4 % ja pumba abil toodetav soojus summutatakse 10% täpsusega (suurem osa sisendienergiast muundatakse väljundiks. Väike osa laserienergiast muutub soojuseks, mis tähendab, et muundamise efektiivsus on väga kõrge), mis on 25% kuni 30% Nd: YAG-st. Yb: YAG on muutunud üheks kõige märgatavamaks tahkislasermeediumiks. LD-pumbatavad suure võimsusega Yb: YAG tahkislaserid on muutunud uueks uurimispunktiks ja neid peetakse suure efektiivsusega suure võimsusega tahkislaserite väljatöötamise peamiseks suunaks.
Lisaks kahele ülaltoodud tüübile võib YAG-d segada ka erbiumi (Ho), erbiumi (Er) jms. Ho: YAG suudab genereerida 2097 nm ja 2091 nm lasereid, mis on inimestele silmade jaoks ohutud. See sobib peamiselt optiliseks sideks, radariteks ja meditsiinilisteks rakendusteks. Er: YAG väljastab 2. 9 μm valgust. Inimese kehal on sellel lainepikkusel kõrge neeldumisaste ja sellel on suur rakenduspotentsiaal laseroperatsiooni ja veresoonkonna kirurgia jaoks.
Värvilaser
Laser, milles kasutatakse laserkeskkonnana orgaanilist värvainet, tavaliselt vedelat lahust. Võrreldes gaasiliste ja tahkislaseritega, võib värvainelaserit sageli kasutada laiemas lainepikkuses. Lai ribalaius muudab need eriti sobivaks häälestatavate ja impulsslaserite jaoks. Kuid lühikese keskmise eluea ja piiratud väljundvõimsuse tõttu on see põhimõtteliselt asendatud häälestatava lainepikkusega tahkislaseriga, näiteks titaansafiiriga.
Semiconductor laser
See on laser, mille tööainena kasutatakse pooljuhtmaterjali. Ergastusmeetodeid on kolme tüüpi: elektriline sissepritse, elektronkiire ergastamine ja optiline pumpamine. Väike suurus, madal hind, kõrge efektiivsus, pikk kasutusiga, madal energiatarve, saab kasutada elektroonilise teabe, laserprintimise, laserpointeri, optilise kommunikatsiooni, lasertelevisiooni, väikese laserprojektori, elektroonilise teabe, integreeritud optika valdkonnas oluline tüüpi laser.
Kiudoptiline laser
See viitab laserile, kus võimendusmeediumina kasutatakse haruldaste muldmetallidega legeeritud klaaskiudu, millel on lai valik rakendusi, sealhulgas laserkiudude side, laserkosmose kaugkommunikatsioon, tööstuslik laevaehitus, autotööstus, lasergraveerimine, lasermärgistamine, laserlõikamine , trükirullid, metall Metallide puurimine / lõikamine / keevitamine (kõvajoodisega jootmine, karastamine, plakeerimine ja sügavkeevitamine), sõjaline kaitsejulgeolek, meditsiinitehnika ja -seadmed, suuremahuline taristu, teiste laserite pumbaallikana jne.
Vaba elektronlaser
See on uut tüüpi suure võimsusega koherentsed kiirgusallikad, mis erinevad traditsioonilistest laseritest. See ei vaja töömaterjalina gaasi, vedelat ega tahket ainet, vaid muudab kõrge energiaga elektronkiirte kineetilise energia koherentseks kiirgusenergiaks. Seetõttu võib vaba elektronlaseri tööainet pidada ka vabaks elektroniks. Sellel on rida suurepäraseid omadusi, nagu suur võimsus, kõrge efektiivsus, lainepikkuste laiaulatuslik häälestamine ja ülilühikeste impulsside ajaline struktuur. Peale selle ei saa ühelgi laseril olla samal ajal neid omadusi. Sellel on väga paljutõotavad väljavaated füüsikauuringute, laserrelvade, laser-termotuumasünteesi, fotokeemia ja optilise kommunikatsiooni valdkonnas.