Zasada działania lasera DPSS

1. Pompowanie diodowe:

Proces zaczyna się od diody laserowej, która emituje światło podczerwone. Światło to jest używane do „pompowania” kryształu Nd:YAG, co oznacza, że ​​pobudza jony neodymu osadzone w sieci krystalicznej granatu itru i glinu. Dioda laserowa jest dostrojona do długości fali, która odpowiada widmu absorpcji jonów Nd, zapewniając efektywny transfer energii.

2. Kryształ Nd:YAG:

Kryształ Nd:YAG jest aktywnym ośrodkiem wzmocnienia. Kiedy jony neodymu są pobudzane przez pompujące światło, pochłaniają energię i przechodzą do wyższego stanu energetycznego. Po krótkim czasie jony te przechodzą z powrotem do niższego stanu energetycznego, uwalniając zgromadzoną energię w postaci fotonów. Ten proces nazywa się emisją spontaniczną.

[Czytaj więcej:Dlaczego używamy kryształu Nd YAG jako ośrodka wzmocnienia w laserze DPSS? ]

3. Inwersja populacji i emisja wymuszona:

Aby doszło do działania lasera, musi zostać osiągnięta inwersja populacji, w której więcej jonów znajduje się w stanie wzbudzonym niż w stanie o niższej energii. Gdy fotony odbijają się tam i z powrotem między lustrami wnęki lasera, stymulują wzbudzone jony Nd do uwalniania większej liczby fotonów o tej samej fazie, kierunku i długości fali. Proces ten jest znany jako emisja wymuszona i wzmacnia intensywność światła w krysztale.

4. Komora laserowa:

Komora lasera składa się zazwyczaj z dwóch luster na obu końcach kryształu Nd:YAG. Jedno lustro jest silnie odblaskowe, a drugie częściowo odblaskowe, co pozwala na ucieczkę części światła jako wyjścia lasera. Komora rezonuje ze światłem, wzmacniając je poprzez powtarzające się rundy stymulowanej emisji.

5. Podwajanie częstotliwości (generowanie drugiej harmonicznej):

Aby przekształcić światło o podstawowej częstotliwości (zwykle 1064 nm emitowane przez Nd:YAG) na światło zielone (532 nm), na drodze lasera umieszczany jest kryształ podwajający częstotliwość (taki jak KTP - Potassium Titanyl Phosphate). Kryształ ten ma nieliniową właściwość optyczną, która pozwala mu pobrać dwa fotony oryginalnego światła podczerwonego i połączyć je w pojedynczy foton o dwukrotnie większej energii, a zatem o połowie długości fali początkowego światła. Proces ten jest znany jako generacja drugiej harmonicznej (SHG).

6. Wyjście zielonego światła:

Wynikiem tego podwojenia częstotliwości jest emisja jasnozielonego światła o długości fali 532 nm. Zielone światło można następnie wykorzystać w różnych zastosowaniach, w tym wskaźnikach laserowych, pokazach laserowych, wzbudzeniu fluorescencji w mikroskopii i procedurach medycznych.

Cały ten proces jest wysoce wydajny i umożliwia produkcję wysokiej mocy, spójnego zielonego światła w kompaktowym i niezawodnym formacie. Kluczem do sukcesu lasera DPSS jest połączenie półprzewodnikowych mediów wzmacniających (kryształ Nd:YAG), wydajnego pompowania diodowego i efektywnego podwajania częstotliwości w celu uzyskania pożądanej długości fali światła.