Lista typów laserów

Ogromna płyta szkła laserowego domieszkowanego neodymem przetworzonego metodą „ciągłego topienia” do użytku w National Ignition Facility .

To jest lista typów laserów , ich operacyjnych długości fal i ich zastosowań . Znanych jest tysiące rodzajów laserów , ale większość z nich jest wykorzystywana wyłącznie do specjalistycznych badań.

Przegląd

Długości fal dostępnych na rynku laserów. Typy laserów z wyraźnymi liniami laserowymi są pokazane powyżej paska długości fali, podczas gdy poniżej są pokazane lasery, które mogą emitować w zakresie długości fal. Wysokość linii i słupków wskazuje maksymalną dostępną na rynku moc/energię impulsu, natomiast kolor koduje typ materiału lasera (szczegóły w opisie rysunku). Większość danych pochodzi z książki Webera „ Podręcznik długości fali lasera” , z nowszymi danymi, w szczególności dotyczącymi laserów półprzewodnikowych.

Lasery gazowe

Główny artykuł: laser gazowy
Średnie i typ wzmocnienia lasera Długość fali operacji Źródło pompy Aplikacje i notatki
Laser helowo-neonowy 632,8 nm (543,5 nm, 593,9 nm, 611,8 nm, 1,1523 μm, 1,52 μm , 3,3913 μm) Wyładowanie elektryczne Interferometria , holografia , spektroskopia , skanowanie kodów kreskowych , wyrównanie, demonstracje optyczne.
Laser argonowy 454,6 nm, 488,0 nm, 514,5 nm (351 nm, 363,8, 457,9 nm, 465,8 nm, 476,5 nm, 472,7 nm, 528,7 nm, również częstotliwość podwojona , aby zapewnić 244 nm, 257 nm) Wyładowanie elektryczne Fototerapia siatkówki ( cukrzyca ), litografia , mikroskopia konfokalna , spektroskopia pompująca inne lasery.
Laser kryptonowy 416 nm, 530,9 nm, 568,2 nm, 647,1 nm, 676,4 nm, 752,5 nm, 799,3 nm Wyładowanie elektryczne Badania naukowe, zmieszane z argonem w celu stworzenia laserów „światła białego”, pokazy świetlne.
ksenonowy laser jonowy Wiele linii w całym spektrum widzialnym rozciągających się na UV i IR Wyładowanie elektryczne Badania naukowe.
Laser azotowy 337,1 nm Wyładowanie elektryczne Pompowanie laserów barwnikowych, pomiary zanieczyszczenia powietrza, badania naukowe. Lasery azotowe mogą działać nadpromieniowo (bez wnęki rezonatora). Amatorska konstrukcja lasera. Zobacz laser TEA .
Laser dwutlenku węgla 10,6 μm, (9,4 μm) Poprzeczne (o dużej mocy) lub podłużne (o małej mocy) wyładowanie elektryczne Obróbka materiałów ( cięcie laserowe , spawanie wiązką laserową itp.), chirurgia , laser dentystyczny , lasery wojskowe .
Laser na tlenku węgla 2,6 do 4 μm, 4,8 do 8,3 μm Wyładowanie elektryczne Obróbka materiałów ( grawerowanie , spawanie itp.), spektroskopia fotoakustyczna .
Laser ekscymerowy 157 nm (F2 ) , 193,3 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 351 nm (XeF) ekscymeru poprzez wyładowanie elektryczne Litografia ultrafioletowa do produkcji półprzewodników , chirurgia laserowa , LASIK , badania naukowe.

Lasery chemiczne

Główny artykuł: Laser chemiczny

Używany jako broń ukierunkowana .

Średnie i typ wzmocnienia lasera Długość fali operacji Źródło pompy Aplikacje i notatki
Laser fluorowodorowy 2,7 do 2,9 μm dla fluorowodoru (<80% transmitancji atmosferycznej ) Reakcja chemiczna w płonącym strumieniu etylenu i trifluorku azotu (NF 3 ) Stosowany w badaniach nad bronią laserową, pracujący w trybie fali ciągłej , może mieć moc rzędu megawatów .
Laser fluorkowo-deuterowy ~3800 nm (3,6 do 4,2 μm) (~90% transmitancji atm. ) Reakcja chemiczna Amerykańskie prototypy laserów wojskowych .
CEWKA ( laser chemiczny tlenowo - jodowy ) 1,315 μm (<70% przepuszczalności atmosferycznej ) Reakcja chemiczna w strumieniu singletowego tlenu delta i jodu Lasery wojskowe , badania naukowe i materiałowe. Może pracować w trybie fali ciągłej, z mocą w zakresie megawatów.
Agil ( wszystkie lasery jodowe w fazie gazowej ) 1,315 μm (<70% przepuszczalności atmosferycznej ) Reakcja chemiczna atomów chloru z gazowym kwasem azotowodorowym , w wyniku której powstają wzbudzone cząsteczki chlorku azotu , które następnie przekazują swoją energię atomom jodu. Naukowe, zbrojeniowe, lotnicze.

Lasery barwnikowe

Główny artykuł: laser barwnikowy
Średnie i typ wzmocnienia lasera Długość fali operacji Źródło pompy Aplikacje i notatki
Lasery barwnikowe 390-435 nm ( stilben ), 460-515 nm ( kumaryna 102), 570-640 nm ( rodamina 6G), wiele innych Inny laser, latarka Badania, medycyna laserowa , spektroskopia , usuwanie znamion , separacja izotopów . Zakres strojenia lasera zależy od użytego barwnika.

Lasery na opary metali

Średnie i typ wzmocnienia lasera Długość fali operacji Źródło pompy Aplikacje i notatki
helowo - kadmowy (HeCd) na oparach metali 325 nm, 441,563 nm Wyładowanie elektryczne w oparach metalu zmieszanych z gazem buforowym helem . Aplikacje do drukowania i składu, badanie wzbudzenia fluorescencji (np. w drukowaniu amerykańskich banknotów), badania naukowe.
Helowo - rtęciowy (HeHg) laser na oparach metali 567 nm, 615 nm (Rzadko) Badania naukowe, amatorska konstrukcja lasera.
helowo - selenowy (HeSe) na opary metali do 24 długości fal między czerwienią a UV (Rzadko) Badania naukowe, amatorska konstrukcja lasera.
Helowo - srebrowy (HeAg) laser na oparach metali 224,3 nm Badania naukowe
Laser parowy strontu 430,5 nm Badania naukowe
Laser na opary metali Neon – miedź (NeCu). 248,6 nm Wyładowanie elektryczne w oparach metalu zmieszanych z neonowym gazem buforowym. Badania naukowe: Spektroskopia ramanowska i fluorescencyjna
Laser na parze miedzi 510,6 nm, 578,2 nm Wyładowanie elektryczne Zastosowania dermatologiczne, fotografia o dużej prędkości, pompa do laserów barwnikowych.
Złoty laser parowy 627 nm (Rzadko) Zastosowania dermatologiczne, terapia fotodynamiczna .
Laser na oparach manganu (Mn/ MnCl 2 ). 534,1 nm Impulsowe wyładowanie elektryczne [ potrzebne źródło ]

Lasery na ciele stałym

Główny artykuł: laser na ciele stałym
Średnie i typ wzmocnienia lasera Długość fali operacji Źródło pompy Aplikacje i notatki
Laser rubinowy 694,3 nm Lampa błyskowa Holografia , usuwanie tatuaży . Pierwszy laser, wynaleziony przez Theodore'a Maimana w maju 1960 r.
laser Nd:YAG 1,064 μm, (1,32 μm) Latarka, dioda laserowa Obróbka materiałów, dalmierze , laserowe wyznaczanie celów, chirurgia, usuwanie tatuaży , depilacja, badania, pompowanie innych laserów (w połączeniu z podwajaniem częstotliwości w celu wytworzenia zielonej wiązki 532 nm). Jeden z najpopularniejszych laserów dużej mocy. Zwykle pulsacyjny (do ułamków nanosekundy ) , laser dentystyczny
Laser Nd:YAP (perowskit itrowo-aluminiowy) 1,0646 μm Latarka, dioda laserowa Chirurgia, usuwanie tatuaży , depilacja, badania, pompowanie innych laserów (w połączeniu z podwojeniem częstotliwości w celu wytworzenia zielonej wiązki 532 nm)
Laser Nd:Cr:YAG 1,064 μm, (1,32 μm) Promieniowanie słoneczne Eksperymentalna produkcja nanoproszków.
Laser Er:YAG 2,94 μm Latarka, dioda laserowa Skaling periodontologiczny, laser dentystyczny , resurfacing skóry
Laser na ciele stałym neodymowy YLF ( Nd:YLF ). 1,047 i 1,053 μm Latarka, dioda laserowa Stosowany głównie do pompowania impulsowego niektórych typów laserów impulsowych Ti: szafir , w połączeniu z podwajaniem częstotliwości .
z ortowanadanem itru domieszkowanym neodymem ( Nd:YVO 4 ). 1,064 μm Dioda laserowa Stosowany głównie do ciągłego pompowania laserów Ti:szafirowych lub barwnikowych z synchronizacją modów , w połączeniu z podwajaniem częstotliwości . Używany również impulsowo do znakowania i mikroobróbki. 4 o podwójnej częstotliwości jest również normalnym sposobem wykonania zielonego wskaźnika laserowego .
Domieszkowany neodymem oksyboran itru i wapnia Nd : Y Ca 4 O ( B O 3 ) 3 lub po prostu Nd: YCOB ~ 1,060 μm (~ 530 nm przy drugiej harmonicznej) Dioda laserowa Nd:YCOB to tak zwany materiał laserowy „podwajający własną częstotliwość” lub SFD, który jest zarówno zdolny do laserowania, jak i ma nieliniową charakterystykę odpowiednią do generowania drugiej harmonicznej . Takie materiały mogą potencjalnie uprościć projektowanie zielonych laserów o wysokiej jasności.
ze szkła neodymowego (Nd:Glass). ~1,062 μm ( szkła krzemianowe ), ~1,054 μm ( szkła fosforanowe ) Latarka, dioda laserowa systemach wielu wiązek o bardzo dużej mocy ( w skali terawatów ), o wysokiej energii ( w megadżulach ) do bezwładnościowej syntezy jądrowej . Lasery Nd:Glass mają zwykle potrojoną częstotliwość do trzeciej harmonicznej przy 351 nm w laserowych urządzeniach termojądrowych.
tytanowo -szafirowy ( Ti: szafirowy ). 650-1100 nm Inny laser Spektroskopia, LIDAR , badania. Materiał ten jest często używany w wysoce przestrajalnych podczerwień z synchronizacją modów do wytwarzania ultrakrótkich impulsów oraz we wzmacniaczach laserowych do wytwarzania ultrakrótkich i bardzo intensywnych impulsów.
Thulium YAG (Tm:YAG). 2,0 μm Dioda laserowa LIDAR .
iterbowy YAG (Yb:YAG). 1,03 μm Dioda laserowa, latarka Chłodzenie laserowe , obróbka materiałów, badania ultrakrótkich impulsów, mikroskopia wielofotonowa, LIDAR .
Iterb : laser 2 O 3 (szkło lub ceramika). 1,03 μm Dioda laserowa badania ultrakrótkich impulsów,
Laser szklany domieszkowany iterbem (pręt, płyta / chip i włókno) 1. μm Dioda laserowa. Wersja światłowodowa jest w stanie wytwarzać moc ciągłą rzędu kilku kilowatów, przy ~70-80% sprawności optycznej do optycznej i ~25% sprawności elektrycznej do optycznej. Obróbka materiałów: cięcie, spawanie, znakowanie; światłowody nieliniowe: światłowodowe źródła szerokopasmowe oparte na nieliniowości, pompa do laserów światłowodowych Ramana ; rozproszona pompa wzmacniająca Ramana dla telekomunikacji .
holmowy YAG (Ho:YAG). 2,1 μm Latarka, dioda laserowa Ablacja tkanek, usuwanie kamieni nerkowych , stomatologia .
chromowo- znSe (Cr:ZnSe). 2,2 - 2,8 μm Inny laser (włókno Tm) Radar laserowy MWIR, środek zaradczy przeciwko pociskom naprowadzanym na ciepło itp.
Cer -domieszkowany litowo- strontowy (lub wapń ) fluorek glinu (Ce:LiSAF, Ce:LiCAF) ~280 do 316 nm Czterokrotnie zwiększona częstotliwość pompowana laserem Nd:YAG, pompowana laserem ekscymerowym , pompowana laserem z parą miedzi . Teledetekcja atmosferyczna, LIDAR , badania optyczne.
Laser na ciele stałym domieszkowany prometem-147 ( 147 µm +3 : szkło) 933 nm, 1098 nm ?? Materiał lasera jest radioaktywny. Raz zademonstrowany w użyciu w LLNL w 1987 r., temperatura pokojowa 4 poziom lasera w 147 µm domieszkowany do étalonu szkła ołowiowo- indowo -fosforanowego .
Laser chryzoberylowy ( aleksandrytowy ) domieszkowany chromem Zwykle dostrojony w zakresie od 700 do 820 nm Latarka, dioda laserowa, łuk rtęciowy (do pracy w trybie CW ) Zastosowania dermatologiczne , LIDAR , obróbka laserowa.
Lasery szklane domieszkowane erbem i erbem – iterbem 1,53-1,56 μm Dioda laserowa Są one wykonane w postaci pręta, płytki / chipa i światłowodu. Włókna domieszkowane erbem są powszechnie stosowane jako wzmacniacze optyczne w telekomunikacji .
Laser na ciele stałym z fluorku wapnia (U:CaF 2 ) domieszkowany trójwartościowym uranem 2,5 μm Lampa błyskowa Pierwszy 4-poziomowy laser na ciele stałym (listopad 1960) opracowany przez Petera Sorokina i Mirka Stevensona w laboratoriach badawczych IBM , drugi laser wynaleziony ogólnie (po laserze rubinowym Maimana), chłodzony ciekłym helem , dziś nieużywany. [1]
Dwuwartościowy laser fluorku wapnia domieszkowany samarem (Sm:CaF 2 ). 708,5 nm Lampa błyskowa Wynaleziony również przez Petera Sorokina i Mirka Stevensona w laboratoriach badawczych IBM na początku 1961 roku. Chłodzony ciekłym helem , dziś nieużywany. [2]
Laser w centrum F 2,3-3,3 μm Laser jonowy Spektroskopia
Optycznie pompowany laser półprzewodnikowy 920 nm-1,35 μm Dioda laserowa Projekcja, nauki przyrodnicze, analiza kryminalistyczna, spektroskopia, chirurgia oka, pokazy światła laserowego.

Medium laserowym jest chip półprzewodnikowy. Podwojenie lub potrojenie częstotliwości jest zwykle wykonywane w celu wytworzenia promieniowania widzialnego lub ultrafioletowego. Możliwe są poziomy mocy rzędu kilku watów. Jakość wiązki może być bardzo wysoka – często dorównująca laserowi jonowemu.

Lasery półprzewodnikowe

Główny artykuł: dioda laserowa
Średnie i typ wzmocnienia lasera Długość fali operacji Źródło pompy Aplikacje i notatki
Półprzewodnikowa dioda laserowa (informacje ogólne) 0,4-20 μm, w zależności od materiału obszaru aktywnego. Prąd elektryczny Telekomunikacja , holografia , poligrafia , broń, obróbka skrawaniem, spawanie, źródła pomp do innych laserów, światła drogowe do samochodów .
GaN 0,4 μm Dyski optyczne . 405 nm jest używane do płyt Blu-ray .
InGaN 0,4 - 0,5 μm Projektor domowy , podstawowe źródło światła dla niektórych najnowszych małych projektorów
AlGaInP , AlGaAs 0,63-0,9 μm Dyski optyczne , wskaźniki laserowe , transmisja danych. Płyta kompaktowa 780 nm , odtwarzacz DVD 650 nm i nagrywarka DVD 635 nm to najpopularniejsze typy laserów na świecie. Pompowanie laserowe na ciele stałym, obróbka skrawaniem, medycyna.
InGaAsP 1,0-2,1 μm Telekomunikacja , pompowanie laserowe na ciele stałym, obróbka skrawaniem, medycyna..
sól ołowiowa 3-20 μm
Laser emitujący powierzchnię z wnęką pionową (VCSEL) 850–1500 nm, w zależności od materiału Telekomunikacja
Kwantowy laser kaskadowy Średniej podczerwieni do dalekiej podczerwieni. Badania, przyszłe zastosowania mogą obejmować radar unikania kolizji, sterowanie procesami przemysłowymi i diagnostykę medyczną, taką jak analizatory oddechu.
Laser z kropkami kwantowymi szeroki zasięg. Medycyna ( skapel laserowy , optyczna tomografia koherentna ), technologie wyświetlania (projekcja, telewizja laserowa ), spektroskopia i telekomunikacja.
Laser ze studnią kwantową 0,4-20 μm, w zależności od materiału obszaru aktywnego. Telekomunikacja
Hybrydowy laser krzemowy Średnia podczerwień Niskobudżetowa komunikacja optyczna zintegrowana z krzemem

Inne rodzaje laserów

Średnie i typ wzmocnienia lasera Długość fali operacji Źródło pompy Aplikacje i notatki
Laser na swobodnych elektronach Szeroki zakres długości fal (0,1 nm - kilka mm); pojedynczy FEL może być przestrajalny w zakresie długości fal Relatywistyczna wiązka elektronów Badania atmosfery , materiałoznawstwo , zastosowania medyczne.
Dynamiczny laser gazowy CO₂ Kilka linii około 10,5 μm; inne częstotliwości mogą być możliwe przy różnych mieszaninach gazów Inwersja populacji stanów spinowych w cząsteczkach dwutlenku węgla spowodowana naddźwiękowym adiabatycznym rozprężaniem mieszaniny azotu i dwutlenku węgla Zastosowania wojskowe; może pracować w trybie CW z mocą optyczną kilku megawatów. Przemysł wytwórczy i ciężki.
„ Nikielopodobny ” laser samarowy Promieniowanie rentgenowskie o długości fali 7,3 nm Laser w ultra-gorącej plazmie samarowej utworzonej przez fluencje napromieniowania w skali terawatowej z podwójnym impulsem. Laser rentgenowski sub-10 nm, możliwe zastosowania w mikroskopii wysokiej rozdzielczości i holografii .
Lasery ramanowskie wykorzystują nieelastyczne stymulowane rozpraszanie ramanowskie w ośrodkach nieliniowych, głównie światłowodach, do wzmocnienia 1-2 μm dla wersji światłowodowej Inne lasery, głównie lasery z włókna szklanego Yb Całkowite pokrycie długości fali 1-2 μm; rozproszone wzmacnianie sygnałów optycznych dla telekomunikacji ; generowanie i wzmacnianie solitonów optycznych
Laser pompowany jądrowo Zobacz lasery gazowe , miękkie promieniowanie rentgenowskie Rozszczepienie jądrowe : reaktor , bomba jądrowa Badania, program zbrojeniowy.
Laser polarytonowy Bliskiej podczerwieni pompowane optycznie i elektrycznie przełączniki obrotowe i lasery terahercowe
Laser plazmoniczny Bliskiej podczerwieni i ultrafioletu pompowane optycznie Litografia w nanoskali , wytwarzanie ultraszybkich nanoobwodów fotonicznych , wykrywanie biochemiczne pojedynczych cząsteczek i mikroskopia
Laser gamma Promienie gamma Nieznany Hipotetyczny

Zobacz też

Notatki

Dalsze referencje

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=List_of_laser_types&oldid=1140135473 ”