מאפיינים ויישומים של לייזרים שונים

טכנולוגיית הלייזר נכנסה לחייהם של אנשים מכל ההיבטים, אך ישנם סוגים רבים שללייזרים, כל אחד עם אורכי גל ומאפיינים שונים, כך שגם תחומי היישום שונים.

על פי מדיום העבודה, הלייזרים מחולקים לשישה סוגים: לייזרים מוצקים, לייזרים גז, לייזרים צבעוניים, לייזרים מוליכים למחצה, לייזרים סיבים ולייזרי אלקטרונים חופשיים. ביניהם, לייזרים מוצקים וללייזרי גז יש חלוקות משנה רבות. פרט ללייזרי אלקטרונים חופשיים, עקרונות העבודה הבסיסיים של לייזרים שונים זהים, כולל שלושה חלקים: מקור משאבה, חלל תהודה אופטי ומדיום רווח.

לייזרים מוצקים, אור משמש בדרך כלל כמקור המשאבה, והגביש או הזכוכית שיכולים ליצור לייזר נקראים חומר עבודה בלייזר. חומר העבודה בלייזר מורכב משני חלקים: מטריקס ויוני הפעלה. חומר המטריצה ​​מספק קיום וסביבת עבודה מתאימים ליוני ההפעלה, ויוני ההפעלה משלימים את תהליך יצירת הלייזר. יוני ההפעלה הנפוצים הם בעיקר יוני מתכת מעבר, כגון כרום, קובלט, יוני ניקל ויוני מתכת אדמה נדירים, כגון יוני ניאודימיום. הרפלקטור עם סרט דיאלקטרי על פני השטח משמש כעדשת חלל התהודה, שאחד מהם הוא רפלקטור מלא והשני הוא חצי רפלקטור. כאשר משתמשים ביוני הפעלה שונים, חומרי מטריקס שונים ואורכי גל שונים של אור לעירור, ייפלטו לייזרים באורכי גל שונים.

1. לייזר רובי
אורך גל לייזר פלט הוא 694.3 ננומטר, ושיעור ההמרה הפוטואלקטרי נמוך, רק 0.1%. עם זאת, חיי הקרינה שלו ארוכים, מה שמסייע לאגירת אנרגיה ויכול להפיק כוח שיא דופק גבוה יותר. הלייזר שנוצר על ידי מוט אודם דק כמו ליבת עט וארוכה כמו אצבע יכול לחדור בקלות יריעת ברזל. לפני הופעתם של לייזר YAG יעיל יותר, לייזר רובי היה בשימוש נרחב בחיתוך וקידוח לייזר. בנוסף, אור 694 ננומטר נספג בקלות על ידי המלנין, כך שלייזרי רובי משמשים גם לטיפול בנגעים פיגמנטיים (כתמי עור).
2. לייזר טיטניום ספיר
בשל תכונות הגביש שלו, יש לו טווח רחב שניתן לכוונן (כלומר, טווח אורך גל מתכוונן), והוא יכול להפיק אור באורך גל של 660 ננומטר-1200 ננומטר לפי הצורך. עם הבשלות של טכנולוגיית הכפלת התדרים (שיכולה להכפיל את תדר האור, כלומר להפחית את אורך הגל בחצי), ניתן להרחיב את טווח אורכי הגל ל-330 ננומטר-600 ננומטר. לייזרים טיטניום ספיר משמשים לספקטרוסקופיה פמט שנייה, מחקר אופטי לא ליניארי, יצירת אור לבן, יצירת גלי טרה-הרץ וכו', ומשמשים גם ביופי רפואי.
3. Nd: לייזר YAG
YAG הוא קיצור של נופך אלומיניום איטריום. חומר זה הוא מטריצת קריסטל הלייזר עם המאפיינים המקיפים הטובים ביותר כיום. לאחר שסומם בניאודימיום (Nd), הוא יכול להפיק אור של 1064 ננומטר, והספק המוצא הרציף המרבי יכול להגיע ל-1000 וואט. בימים הראשונים, מנורות הבזק גז אינרטי שימשו כמקור השאיבה של לייזרים, אך לשיטת שאיבת מנורות הבזק יש טווח ספקטרלי רחב, חפיפה ירודה עם ספקטרום הקליטה של ​​תווך הרווח בלייזר, ועומס חום גדול, וכתוצאה מכך יעילות המרה פוטו-אלקטרית נמוכה. לכן, משאבת LD (דיודה לייזר) משמשת כעת להשגת יעילות גבוהה, הספק גבוה וחיים ארוכים של הלייזר. Nd: ניתן להשתמש בלייזרי YAG לטיפול בהמנגיומות ולעיכוב צמיחת גידול. עם זאת, ללייזר זה יש נזק תרמי לא סלקטיבי לרקמות. בזמן קרישת כלי הדם של הגידול, האנרגיה העודפת תפגע גם ברקמות הנורמליות שמסביב, וסביר להניח שיישארו צלקות לאחר הניתוח. לכן, לייזרים Nd: YAG משמשים בעיקר בכירורגיה, גינקולוגיה ואוזן גרון, אך לעיתים רחוקות בדרמטולוגיה.
לייזר 4.Yb:YAG
Yb:YAG, YAG מסומם באיטרביום (Yb), שיכול להפיק אור של 1030nm. אורך גל המשאבה של Yb:YAG הוא 941nm, שהוא קרוב מאוד לאורך הגל הפלט, ויכול להגיע ליעילות קוונטית של משאבה של 91.4%. החום שנוצר על ידי המשאבה מדוכא לפחות מ-10% (רוב אנרגיית הכניסה מומרת לאנרגיית לייזר הפלט, וחלק קטן הופך לחום, מה שאומר שיעילות ההמרה גבוהה מאוד), שהיא 25 % עד 30% מ-Nd:YAG. Yb:YAG הפכה לאחת מדיות הלייזר המוצקות המושכות את העין. לייזרים מוצקים Yb:YAG הנשאבים מ-LD הפכו למוקד מחקר חדש ונחשבים לכיוון מרכזי לפיתוח לייזרים מוצקים בעלי יעילות גבוהה ועוצמה גבוהה.

בנוסף לשני הסוגים הנ"ל, ניתן לסמם YAG גם בהולמיום (Ho), ארביום (Er) וכו'. Ho:YAG יכול לייצר לייזרים 2097nm ו-2091nm בטוחים לעיניים אנושיות, מתאימים בעיקר לתקשורת אופטית, מכ"ם ו יישומים רפואיים. Er:YAG מוציא אור של 2.9 מיקרומטר, ולגוף האדם יש קצב ספיגה גבוה עבור אורך גל זה, כך שיש לו פוטנציאל יישום גדול בניתוחי לייזר וניתוחי כלי דם.

לייזרים גזהם לייזרים שמשתמשים בגז כאמצעי רווח, בדרך כלל שואבים פריקת גז (בדומה ללייזרים במצב מוצק, אז אני לא אפרט). סוגי הגזים כוללים גזים אטומיים (לייזרי הליום-ניאון, לייזרים ליונים גז אצילים, לייזרים אדי מתכת), גזים מולקולריים (לייזרי חנקן, לייזרים פחמן דו חמצני), גזי אקצימר ולייזרי גז מיוחדים המספקים אנרגיה שאיבה באמצעות תגובות כימיות.

1. לייזרים He-Ne
לייזר HeNe (HeNe) משתמש בגז מעורב של יותר מ-75% He ופחות מ-15% Ne כמדיום הרווח. בהתאם לסביבת העבודה, הוא יכול לפלוט ירוק (543.5nm), צהוב (594.1nm), כתום (612.0nm), אדום (632.8nm) ושלושה אורות קרובים לאינפרא אדום (1152nm, 1523nm ו-3391nm ), מתוכם אור אדום (632.8 ננומטר) הוא הנפוץ ביותר. פלט הקרן על ידי לייזר HeNe הוא מבוזרת גאוסית, ואיכות הקרן יציבה מאוד. למרות שההספק אינו גבוה, יש לו ביצועים טובים בתחום המדידה המדויקת.

2. לייזר גז אינרטי
לייזר גז אינרטי נפוצים הם יוני ארגון (Ar+) ויוני קריפטון (Kr+). שיעור המרת האנרגיה שלו יכול להגיע עד ל-0.6%, והוא יכול להפיק 30-50w של הספק ברציפות ויציבה למשך זמן רב, עם תוחלת חיים של יותר מ-1000 שעות. הוא משמש בעיקר בתחומי מחקר כמו תצוגת לייזר, ספקטרוסקופיה של ראמאן, הולוגרפיה, אופטיקה לא ליניארית, כמו גם אבחון רפואי, הפרדת צבע בהדפסה, מטרולוגיה, עיבוד חומרים ועיבוד מידע.

3. לייזר אדי מתכת
לייזרים אדי מתכת לוקחים אדי נחושת כדוגמה. לייזרים אדי נחושת מפיצים בעיקר אור ירוק (510.5 ננומטר) ואור צהוב (578.2 ננומטר), שיכולים להגיע להספק ממוצע של 100 וואט ולשיא הספק של 100 קילוואט. אזור היישום העיקרי שלו הוא מקור המשאבה של לייזרים צבע. בנוסף, ניתן להשתמש בו גם לצילום פלאש במהירות גבוהה, טלוויזיות הקרנה במסך גדול ועיבוד חומרים.

4. לייזר מולקולרי חנקן
לייזר מולקולרי חנקן משתמש בחנקן כמדיום הרווח ויכול לפלוט אור אולטרה סגול של 337.1nm, 357.7nm ו-315.9nm, עם הספק שיא של עד 45kw. זה יכול לשמש כמקור אור משאבה עבור לייזרים צבע אורגני, והוא נמצא בשימוש נרחב גם בהפרדת לייזר של איזוטופים, אבחון פלואורסצנטי, צילום במהירות גבוהה במיוחד, זיהוי זיהום, טיפול רפואי, גידול חקלאי והיבטים נוספים. מכיוון שאורך הגל הקצר שלו מקל על מיקוד כדי להשיג נקודה קטנה, ניתן להשתמש בו גם לעיבוד רכיבים תת-מיקרוניים.

5. לייזר פחמן דו חמצני
מדיום הרווח המשמש בלייזרי פחמן דו חמצני הוא פחמן דו חמצני מעורבב עם הליום וחנקן, שיכול להפיק אור אינפרא אדום רחוק שמרכזו אורכי גל של 9.6 מיקרומטר ו-10.6 מיקרון. קצב המרת האנרגיה של לייזרים פחמן דו חמצני גבוה, והספק המוצא יכול לנוע בין כמה וואטים לעשרות אלפי וואט. יחד עם איכות הקרן הגבוהה במיוחד, לייזרים פחמן דו חמצני נמצאים בשימוש נרחב בעיבוד חומרים, מחקר מדעי, הגנה לאומית ורפואה.

6. אקצימריםהן מולקולות לא יציבות. כאשר ממלאים בחלל התהודה תערובת של גזים נדירים וגזי הלוגן שונים, נוצרים לייזרים באורכי גל שונים. קרני אלקטרונים יחסיות (אנרגיה גדולה מ-200 קילו-אלקטרון וולט) או פריקות דופק מהיר רוחבי משמשות בדרך כלל להשגת עירור. כאשר הקשרים המולקולריים הלא יציבים של האקסימרים הנרגשים נשברים ומתפרקים לאטומים במצב קרקע, האנרגיה של המצב הנרגש משתחררת בצורה של קרינת לייזר. הוא נמצא בשימוש נרחב בתקשורת רפואית, אופטית, תצוגות מוליכים למחצה, חישה מרחוק, נשק לייזר ותחומים אחרים.

לייזרים כימייםהם סוג מיוחד של לייזרים גז, כלומר, לייזרים המשתמשים באנרגיה המשתחררת מתגובות כימיות כדי להשיג היפוך אוכלוסיה. רוב הלייזרים הללו פועלים במצב מעבר מולקולרי, עם טווח אורכי גל טיפוסי בין אינפרא אדום קרוב לאמצע אינפרא אדום. המכשירים החשובים ביותר הם מימן פלואוריד (HF) ודוטריום פלואוריד (DF). הראשון יכול להפיק יותר מ-15 קווים ספקטרליים בין 2.6 ל-3.3 מיקרון; לאחרון יש כ-25 קווים ספקטרליים בין 3.5 ל-4.2 מיקרון. שני המכשירים יכולים כיום להשיג תפוקה של מספר מגה וואט. בשל האנרגיה העצומה שלהם, הם משמשים בדרך כלל בהנדסה גרעינית ובתחומים צבאיים.

לייזרים צבעהם לייזרים המשתמשים בצבעים אורגניים כמדיה לייזר, בדרך כלל בתמיסה נוזלית. בהשוואה למדיות לייזר גזיות ומוצקות, ניתן להשתמש בלייזרי צבע בדרך כלל בטווח אורכי גל רחב יותר. בשל רוחב הפס הרחב שלהם, הם מתאימים במיוחד ללייזרים ניתנים לכוונון וללייזרים פולסים. עם זאת, בשל החיים הבינוניים הקצרים שלהם והספק המוצא המוגבל שלהם, הם הוחלפו בעצם בלייזרים מוצקים הניתנים לכוונון אורך גל כגון טיטניום ספיר.

לייזרים מוליכים למחצההם לייזרים המשתמשים בחומרים מוליכים למחצה כחומרי עבודה. שיטות העירור כוללות הזרקה חשמלית, עירור קרן אלקטרונים ושאיבה אופטית. הם קטנים בגודלם, נמוכים במחיר, גבוהים ביעילות, ארוכים בחיי שירות וצריכת חשמל נמוכה. ניתן להשתמש בהם במידע אלקטרוני, הדפסת לייזר, עטי לייזר, תקשורת אופטית, טלוויזיות לייזר, מקרני לייזר קטנים, מידע אלקטרוני, אופטיקה משולבת ותחומים נוספים. הם הסוג המעשי והחשוב ביותר של לייזרים.

לייזרים סיביםהכוונה ללייזר שמשתמש בסיבי זכוכית נדירים מסוממים באדמה כמדיום הרווח. יש לו מגוון רחב של יישומים, כולל תקשורת סיבי לייזר, תקשורת לייזר בחלל למרחקים ארוכים, בניית ספינות תעשייתית, ייצור רכב, חריטת לייזר, סימון לייזר, חיתוך בלייזר, ייצור גלילי הדפסה, קידוח/חיתוך/ריתוך מתכת ולא מתכת ( ריתוך פליז, מרווה, חיפוי וריתוך עמוק), אבטחת הגנה צבאית, ציוד ומכשור רפואי, תשתית בקנה מידה גדול, כמקור משאבה ל לייזרים אחרים וכו'.

לייזר אלקטרוני חינםהוא סוג חדש של מקור קרינה קוהרנטי בעל הספק גבוה השונה מלייזרים מסורתיים. הוא אינו זקוק לגז, נוזל או מוצק כחומר עבודה, אלא ממיר ישירות את האנרגיה הקינטית של אלומת אלקטרונים עתירת אנרגיה לאנרגיית קרינה קוהרנטית. לכן, ניתן גם להתייחס לכך שחומר העבודה של לייזר אלקטרונים חופשי הוא אלקטרונים חופשיים. יש לו סדרה של מאפיינים מצוינים כגון הספק גבוה, יעילות גבוהה, כוונון טווח רחב של אורך גל ומבנה זמן של דופק קצר במיוחד. מלבד זה, אף לייזר אחר לא יכול להיות בעל מאפיינים אלה בו-זמנית. יש לו סיכויים מבטיחים מאוד בתחומי מחקר הפיזיקה, נשק לייזר, היתוך לייזר, פוטוכימיה, תקשורת אופטית וכו'.

JTBYShieldהינה מיזם המתמקד במחקר ופיתוח וייצור לייזרים באיכות גבוהה, ומחויב לספק ללקוחות פתרונות לייזר מקצועיים כדי לענות על הצרכים של תעשיות שונות לדיוק ויעילות. אם אתה צריך מוצרי לייזר, אנא אל תהסס לפנות אלינו!

1. קווי מוצרים מגוונים
JTBYShield מציעה מגוון של לייזרים, לרבות אך לא רק לייזרים מוצקים, לייזרים סיבים, לייזרים CO2, לייזרים מוליכים למחצה וכו', כדי לענות על הצרכים של לקוחות שונים.
כל לייזר עובר בקרת איכות קפדנית ובדיקות ביצועים על מנת להבטיח את יציבותו ואמינותו בסביבות יישומים שונות.
2. מוצרים באיכות גבוהה
נעשה שימוש בטכנולוגיית ייצור מתקדמת ובחומרים איכותיים על מנת להבטיח שללייזר איכות קרן מעולה וחיים ארוכים.
כל המוצרים עומדים בתקנים בינלאומיים ועברו אישור מערכת ניהול איכות ISO9001.
3. שירות ברמה גבוהה
לספק ייעוץ מקיף לפני מכירה ותמיכה טכנית כדי לעזור ללקוחות לבחור את הלייזר המתאים ביותר לצרכי היישום שלהם.
עם צוות שירות מקצועי לאחר המכירה, הוא יכול להגיב במהירות לצרכי התחזוקה והתיקון של הלקוחות כדי להבטיח את פעולתו הרגילה של הציוד.
4. פתרונות לייזר מקצועיים
לספק פתרונות לייזר מותאמים אישית בהתאם לצרכים הספציפיים של הלקוחות, לרבות שילוב מערכות, פיתוח תוכנה ושירותי הדרכה.
שתף פעולה עם מוסדות מחקר מדעיים וארגונים רבים כדי לפתח טכנולוגיות חדשות ולשפר את ביצועי המוצר ורמות השירות.
5. מגוון רחב של תחומי יישום
המוצרים נמצאים בשימוש נרחב בעיבוד תעשייתי, יופי רפואי, מחקר וחינוך מדעיים, הגנה צבאית ותחומים אחרים.
במיוחד בתחומי הייצור המדויק ומחקר ההייטק, הלייזרים של JTBYShield זכו להכרה רחבה בזכות הביצועים והיציבות המצוינים שלהם.

פרטי התקשרות:

אם יש לך רעיונות, אתה מוזמן לדבר איתנו. לא משנה היכן נמצאים הלקוחות שלנו ומהן הדרישות שלנו, אנו נפעל לפי המטרה שלנו לספק ללקוחותינו איכות גבוהה, מחירים נמוכים, והשירות הטוב ביותר.