సాధారణంగా ఉపయోగించే ప్రధాన స్రవంతి లేజర్‌ల పరిచయం మరియు అప్లికేషన్‌లు

మొదటి సాలిడ్-స్టేట్ పల్సెడ్ రూబీ లేజర్ వచ్చినప్పటి నుండి, లేజర్‌ల అభివృద్ధి చాలా వేగంగా జరిగింది మరియు వివిధ వర్కింగ్ మెటీరియల్స్ మరియు ఆపరేటింగ్ మోడ్‌లతో కూడిన లేజర్‌లు కనిపిస్తూనే ఉన్నాయి. లేజర్లు అనేక రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి:

1. ఆపరేషన్ మోడ్ ప్రకారం, ఇది విభజించబడింది: నిరంతర లేజర్, పాక్షిక-నిరంతర లేజర్, పల్స్ లేజర్ మరియు అల్ట్రా-షార్ట్ పల్స్ లేజర్.

నిరంతర లేజర్ యొక్క లేజర్ అవుట్పుట్ నిరంతరంగా ఉంటుంది మరియు లేజర్ కట్టింగ్, వెల్డింగ్ మరియు క్లాడింగ్ రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. పని చేసే పదార్ధం యొక్క ఉత్తేజితం మరియు సంబంధిత లేజర్ అవుట్‌పుట్ చాలా కాలం పాటు నిరంతర పద్ధతిలో కొనసాగడం దీని పని లక్షణం. నిరంతర ఆపరేషన్ సమయంలో పరికరం యొక్క వేడెక్కడం ప్రభావం తరచుగా తప్పించుకోలేనిది కాబట్టి, చాలా సందర్భాలలో తగిన శీతలీకరణ చర్యలు తీసుకోవాలి.

పల్స్ లేజర్ పెద్ద అవుట్‌పుట్ శక్తిని కలిగి ఉంది మరియు లేజర్ మార్కింగ్, కటింగ్, రేంజ్ మొదలైన వాటికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. దీని పని లక్షణాలలో ఇరుకైన పల్స్ వెడల్పు, అధిక పీక్ పవర్ మరియు సర్దుబాటు చేయగల పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీని రూపొందించడానికి లేజర్ ఎనర్జీ కంప్రెషన్ ఉన్నాయి, ప్రధానంగా Q-స్విచింగ్, మోడ్ లాకింగ్‌తో సహా. , MOPA మరియు ఇతర పద్ధతులు. సింగిల్ పల్స్ పవర్‌ను పెంచడం ద్వారా వేడెక్కడం ప్రభావం మరియు అంచు చిప్పింగ్ ప్రభావాన్ని సమర్థవంతంగా తగ్గించవచ్చు కాబట్టి, ఇది ఎక్కువగా ఫైన్ ప్రాసెసింగ్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.

2. పని చేసే బ్యాండ్ ప్రకారం, ఇది విభజించబడింది: ఇన్ఫ్రారెడ్ లేజర్, కనిపించే కాంతి లేజర్, అతినీలలోహిత లేజర్ మరియు X- రే లేజర్.

మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్‌లు ప్రధానంగా 10.6um CO2 లేజర్‌లు, వీటిని విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు;

లేజర్ ప్రాసెసింగ్ రంగంలో 1064~1070nmతో సహా నియర్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్‌లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి; ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ రంగంలో 1310 మరియు 1550nm; లైడార్ శ్రేణి రంగంలో 905nm మరియు 1550nm; పంప్ అప్లికేషన్ల కోసం 878nm, 976nm, మొదలైనవి;

కనిపించే కాంతి లేజర్‌లు 1064nm నుండి 532nm ఫ్రీక్వెన్సీ-రెట్టింపు చేయగలవు కాబట్టి, 532nm గ్రీన్ లేజర్‌లు లేజర్ ప్రాసెసింగ్, మెడికల్ అప్లికేషన్‌లు మొదలైన వాటిలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి;

UV లేజర్‌లలో ప్రధానంగా 355nm మరియు 266nm ఉంటాయి. UV ఒక చల్లని కాంతి మూలం కాబట్టి, ఇది ఎక్కువగా ఫైన్ ప్రాసెసింగ్, మార్కింగ్, మెడికల్ అప్లికేషన్లు మొదలైన వాటిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

3. పని మాధ్యమం ప్రకారం, ఇది విభజించబడింది: గ్యాస్ లేజర్, ఫైబర్ లేజర్, ఘన లేజర్, సెమీకండక్టర్ లేజర్ మొదలైనవి.

3.1 గ్యాస్ లేజర్‌లు ప్రధానంగా CO2 లేజర్‌లను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి CO2 గ్యాస్ అణువులను పని చేసే మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తాయి. వాటి లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాలు 10.6um మరియు 9.6um.

ప్రధాన లక్షణం:

-తరంగదైర్ఘ్యం నాన్-మెటల్ మెటీరియల్‌లను ప్రాసెస్ చేయడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది, ఇది ఫైబర్ లేజర్‌లు నాన్-మెటల్స్‌ను ప్రాసెస్ చేయలేకపోవడం మరియు ప్రాసెసింగ్ ఫీల్డ్‌లో ఫైబర్ లేజర్ ప్రాసెసింగ్ నుండి భిన్నమైన లక్షణాలను కలిగి ఉండటం సమస్యను భర్తీ చేస్తుంది;

-శక్తి మార్పిడి సామర్థ్యం దాదాపు 20%~25%, నిరంతర అవుట్‌పుట్ శక్తి 104W స్థాయికి చేరుకుంటుంది, పల్స్ అవుట్‌పుట్ శక్తి 104 జౌల్స్ స్థాయికి చేరుకుంటుంది మరియు పల్స్ వెడల్పు నానోసెకండ్ స్థాయికి కుదించబడుతుంది;

-తరంగదైర్ఘ్యం వాతావరణ విండోలో సరిగ్గా ఉంటుంది మరియు కనిపించే కాంతి మరియు 1064nm పరారుణ కాంతి కంటే మానవ కంటికి చాలా తక్కువ హానికరం.

ఇది మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్, కమ్యూనికేషన్స్, రాడార్, ప్రేరిత రసాయన ప్రతిచర్యలు, శస్త్రచికిత్స మొదలైన వాటిలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది లేజర్-ప్రేరిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్‌లు, ఐసోటోప్‌ల లేజర్ విభజన మరియు లేజర్ ఆయుధాల కోసం కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

3.2 ఫైబర్ లేజర్ అనేది అరుదైన ఎర్త్ ఎలిమెంట్-డోప్డ్ గ్లాస్ ఫైబర్‌ను లాభ మాధ్యమంగా ఉపయోగించే లేజర్‌ను సూచిస్తుంది. దాని అత్యుత్తమ పనితీరు మరియు లక్షణాలు, అలాగే ఖర్చు ప్రయోజనాలు కారణంగా, ఇది ప్రస్తుతం అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే లేజర్. లక్షణాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

(1) మంచి బీమ్ నాణ్యత: ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క వేవ్‌గైడ్ నిర్మాణం ఫైబర్ లేజర్ సింగిల్ ట్రాన్స్‌వర్స్ మోడ్ అవుట్‌పుట్‌ను పొందడం సులభమని, బాహ్య కారకాలచే తక్కువగా ప్రభావితం చేయబడుతుందని మరియు అధిక-ప్రకాశం లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధించగలదని నిర్ణయిస్తుంది.

(2) అవుట్‌పుట్ లేజర్ అనేక తరంగదైర్ఘ్యాలను కలిగి ఉంది: అరుదైన భూమి అయాన్ల శక్తి స్థాయిలు చాలా గొప్పవి మరియు అనేక రకాల అరుదైన భూమి అయాన్లు ఉన్నాయి;

(3) అధిక సామర్థ్యం: వాణిజ్య ఫైబర్ లేజర్‌ల యొక్క మొత్తం ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ సామర్థ్యం 25% వరకు ఉంటుంది, ఇది ఖర్చు తగ్గింపు, శక్తి సంరక్షణ మరియు పర్యావరణ పరిరక్షణకు ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

(4) మంచి వేడి వెదజల్లే లక్షణాలు: గాజు పదార్థం చాలా తక్కువ వాల్యూమ్-టు-ఏరియా నిష్పత్తి, వేగవంతమైన వేడి వెదజల్లడం మరియు తక్కువ నష్టాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి మార్పిడి సామర్థ్యం ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు లేజర్ థ్రెషోల్డ్ తక్కువగా ఉంటుంది;

(5) కాంపాక్ట్ స్ట్రక్చర్ మరియు అధిక విశ్వసనీయత: ప్రతిధ్వనించే కుహరంలో ఆప్టికల్ లెన్స్ లేదు, ఇది సర్దుబాటు-రహిత, నిర్వహణ-రహిత మరియు అధిక స్థిరత్వం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, ఇది సాంప్రదాయ లేజర్‌లచే సాటిలేనిది;

(6) తక్కువ ఉత్పాదక వ్యయం: గ్లాస్ ఆప్టికల్ ఫైబర్ తక్కువ తయారీ ఖర్చు, పరిపక్వ సాంకేతికత మరియు ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క విండ్‌బిలిటీ ద్వారా తీసుకురాబడిన సూక్ష్మీకరణ మరియు తీవ్రత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది.

లేజర్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్స్, లేజర్ స్పేస్ సుదూర కమ్యూనికేషన్స్, ఇండస్ట్రియల్ షిప్ బిల్డింగ్, ఆటోమొబైల్ తయారీ, లేజర్ చెక్కడం, లేజర్ మార్కింగ్, లేజర్ కట్టింగ్, ప్రింటింగ్ రోలర్‌లు, సైనిక రక్షణ మరియు భద్రత, వైద్య పరికరాలు మరియు పరికరాలు వంటి అనేక రకాల అప్లికేషన్‌లను ఫైబర్ లేజర్‌లు కలిగి ఉన్నాయి. ఇతర లేజర్‌ల కోసం పంపులుగా పు యువాన్ మరియు మొదలైనవి.

3.3 సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌ల పని మాధ్యమం ఇన్సులేటింగ్ స్ఫటికాలు, ఇవి సాధారణంగా ఆప్టికల్ పంపింగ్ ద్వారా ఉత్తేజితమవుతాయి.

YAG లేజర్‌లు (రుబిడియం-డోప్డ్ యట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ క్రిస్టల్) సాధారణంగా క్రిప్టాన్ లేదా జినాన్ ల్యాంప్‌లను పంప్ ల్యాంప్‌లుగా ఉపయోగిస్తాయి, ఎందుకంటే పంప్ లైట్ యొక్క కొన్ని నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాలు మాత్రమే Nd అయాన్‌ల ద్వారా గ్రహించబడతాయి మరియు చాలా శక్తి ఉష్ణ శక్తిగా మార్చబడుతుంది. సాధారణంగా YAG లేజర్ శక్తి మార్పిడి సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది. మరియు నెమ్మదిగా ప్రాసెసింగ్ వేగం క్రమంగా ఫైబర్ లేజర్లచే భర్తీ చేయబడుతుంది.

కొత్త సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్, సెమీకండక్టర్ లేజర్ ద్వారా పంప్ చేయబడిన హై-పవర్ సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్. ప్రయోజనాలు అధిక శక్తి మార్పిడి సామర్థ్యం, ​​సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మార్పిడి సామర్థ్యం 50% వరకు ఉంటుంది, ఇది ఫ్లాష్ ల్యాంప్‌ల కంటే చాలా ఎక్కువ; ఆపరేషన్ సమయంలో ఉత్పన్నమయ్యే రియాక్టివ్ హీట్ చిన్నది, మీడియం ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు కంపనం యొక్క ప్రభావాన్ని తొలగిస్తుంది మరియు లేజర్ స్పెక్ట్రమ్ లైన్ సన్నగా ఉంటుంది , మెరుగైన ఫ్రీక్వెన్సీ స్థిరత్వం; సుదీర్ఘ జీవితం, సాధారణ నిర్మాణం మరియు ఉపయోగించడానికి సులభమైనది.

ఫైబర్ లేజర్‌ల కంటే సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌ల యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే ఒకే పల్స్ శక్తి ఎక్కువగా ఉంటుంది. అల్ట్రా-షార్ట్ పల్స్ మాడ్యులేషన్‌తో కలిపి, నిరంతర శక్తి సాధారణంగా 100W కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు గరిష్ట పల్స్ పవర్ 109W వరకు ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, పని మాధ్యమం యొక్క తయారీ మరింత క్లిష్టంగా ఉన్నందున, ఇది చాలా ఖరీదైనది.

ప్రధాన తరంగదైర్ఘ్యం 1064nm సమీప-ఇన్‌ఫ్రారెడ్, మరియు 532nm సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్, 355nm సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్ మరియు 266nm సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్ ఫ్రీక్వెన్సీ రెట్టింపు ద్వారా పొందవచ్చు.

3.4 సెమీకండక్టర్ లేజర్, దీనిని లేజర్ డయోడ్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది సెమీకండక్టర్ పదార్థాలను దాని పని పదార్థంగా ఉపయోగించే లేజర్.

సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లకు సంక్లిష్టమైన ప్రతిధ్వని కుహరం నిర్మాణాలు అవసరం లేదు, కాబట్టి అవి సూక్ష్మీకరణ మరియు తేలికపాటి అవసరాలకు చాలా అనుకూలంగా ఉంటాయి. దీని ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడి రేటు ఎక్కువగా ఉంటుంది, దాని జీవితం ఎక్కువ కాలం ఉంటుంది మరియు దీనికి నిర్వహణ అవసరం లేదు. ఇది తరచుగా పాయింటింగ్, డిస్ప్లే, కమ్యూనికేషన్ రేంజింగ్ మరియు ఇతర సందర్భాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది తరచుగా ఇతర లేజర్‌లకు పంప్ మూలంగా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. లేజర్ డయోడ్‌లు, లేజర్ పాయింటర్లు మరియు ఇతర సుపరిచిత ఉత్పత్తులు అన్నీ సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లను ఉపయోగిస్తాయి.