Nd:YAG-лазер

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Nd:YAG лазер с открытой крышкой, показана генерация второй гармоники с длиной волны 532 нм соответствующей зелёному свету.

Nd:YAG лазер — твердотельный лазер. В качестве активной среды используется алюмо-иттриевый гранат («YAG», Y3Al5O12) легированный ионами неодима (Nd).

Генерация происходит на длине волны 1064 нм. Такие лазеры могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме. Импульсные режимы отличаются характером генерации лазерного излучения. В свободной генерации длительность импульса обычно равна времени жизни верхнего лазерного уровня (около 250 мкс, зависит от концентрации неодима), импульс представляет собой набор пичков с длительностью до сотен наносекунд. В режиме модулированной добротности длительность может варьироваться от единиц наносекунд до микросекунд. Наибольшую импульсную мощность можно получить при работе в режиме модуляции добротности. Благодаря большой мощности, из импульса с длиной волны 1064 нм на нелинейном кристалле можно получить импульс с длиной волны вдвое, втрое, вчетверо (и т. д.) короче, например: 532 нм, 355 нм, 266 нм, 213 нм.

Принцип действия[править | править вики-текст]

В момент вспышки лампы накачки, атомы активного элемента переходят в возбуждённое состояние и испускают фотоны. Пока атом не перешёл из возбуждённого состояния, влетающий в него фотон выбивает другой фотон, при этом когерентность, длина волны, поляризация, фаза хода у этих фотонов будут абсолютно одинаковыми. Таким образом активный элемент усиливает свет, но это ещё не лазер, для того, чтобы получился лазер необходима генерация. Чтобы запустить генерацию, необходимо обеспечить обратную связь. Это достигается применением зеркал. Глухое зеркало возвращает более 99 % излучения, выходное зеркало возвращает около 90 % излучения, при этом на выходе будет всего 10 % излучения, КПД получается низким. Это обусловлено тем, что если возвращать меньше излучения, то генерации не будет. В любом автогенераторе, который фактически является усилителем, где сигнал с выхода поступает на вход, необходимо чтобы коэффициент усиления превышал коэффициент потерь, иначе генерации не будет. На примере: когда микрофон подносится к динамику (например в караоке) появляется сильный "вой", это означает, что в системе была обеспечена обратная связь, и усиление превысило потери.