固体レーザ原理特性と応用動向

• View:491     2018年07月16日

• 固体レーザは、固体レーザ材料を仕事物質として用いたレーザであり、マトリクス材料としての結晶やガラス中に少量の活性化イオンを均一にドープし、体積が小さく、使い勝手が良く、出力が大きいという特徴を有する。

  固体レーザは、励起源として光を使用します。一般に使用されるパルス励起源は、充電されたフラッシュランプである。連続励起源には、キセノンアークランプ、ヨウ素タングステンランプ、およびカリウムキセノンランプが含まれる。小型の長寿命レーザーポインターでは、半導体発光ダイオードまたは太陽光を励起源として使用することができる。 新しい固体レーザは、レーザ励起を持っています。

  光源の放射スペクトルの中に一部のみが作用物質に吸収され、他の損失と併せて固体レーザのエネルギー変換効率は高くなく、一般に数千から数パーセントの間である。

  固体レーザの特性

  固体レーザは、高エネルギーおよび高出力のコヒーレント光源として使用することができる。 ルビーパルスレーザーは、最大キロジュールの出力エネルギーを有する。 Q波および多段増幅ビスマスガラスレーザシステムは、最大パルス出力が10ワットである。 イットリウム・アルミニウム・ガーネット連続レーザーの出力は最大100ワットであり、多段直列接続はkWに達することができる。

  固体レーザーは、Qスイッチ技術を使用して、ナノ秒から100ナノ秒のオーダーの短いパルスを得、ピコ秒から100ピコ秒のオーダーの超短パルスをモードロック技術を用いて得ることができる。固体レーザの出力は、一般に、作用物質等の光学的不均一性のためにマルチモードである。 良好な光学的均一性を有する加工材料および良好に設計された空洞のような技術的手段が選択されると、回折限界に近いビーム発散角を有する基本横モード（TEM00）レーザが得られ、単一縦モードレーザも得ることができる。

  固体レーザアプリケーションの動向

  固体レーザーは、軍事、加工、医学、科学の研究に幅広く応用されています。 これは、測距、追跡、案内、掘削、切断およびはんだ付け、半導体材料アニーリング、電子デバイスマイクロマシニング、大気圧試験、分光学、手術および眼科手術、プラズマ診断、パルスホログラフィー、レーザー融合に広く使用されています。 固体レーザーは、調整可能な色素レーザーのための励起源としても使用される。

  新規物質の探索新しい作業波長および動作波長可変レーザ変換効率など、多様であり、固体レーザ材料およびデバイスをトレンド、ビーム品質を向上させるために、出力電力を増加させる、パルス幅圧縮、および信頼性の向上 働きがいなどを伸ばす。

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