Zasada działania lasera DPSS

1. Pompowanie diodowe:

Proces rozpoczyna się od diody laserowej, która emituje światło podczerwone. Światło to służy do „pompowania” kryształu Nd:YAG, co oznacza, że ​​pobudza jony neodymu osadzone w strukturze krystalicznej granatu itrowo-glinowego. Dioda laserowa jest dostrojona do długości fali odpowiadającej widmu absorpcji jonów Nd, co zapewnia efektywny transfer energii.

2. Kryształ Nd:YAG:

Kryształ Nd:YAG jest aktywnym ośrodkiem wzmocnienia. Gdy jony neodymu są pobudzane przez światło pompujące, absorbują energię i przechodzą do wyższego stanu energetycznego. Po krótkim czasie jony te powracają do niższego stanu energetycznego, uwalniając zgromadzoną energię w postaci fotonów. Proces ten 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, konieczne jest osiągnięcie inwersji obsadzeń, w której więcej jonów znajduje się w stanie wzbudzonym niż w stanie o niższej energii. Fotony odbijając się tam i z powrotem między zwierciadłami wnęki lasera, stymulują wzbudzone jony Nd do uwalniania większej liczby fotonów o tej samej fazie, kierunku i długości fali. Proces ten nazywa się emisją wymuszoną i wzmacnia natężenie światła w krysztale.

4. Komora laserowa:

Komora laserowa zazwyczaj składa się z dwóch luster na obu końcach kryształu Nd:YAG. Jedno lustro jest silnie odblaskowe, a drugie częściowo, co pozwala na ucieczkę części światła w postaci wiązki laserowej. Komora rezonuje ze światłem, wzmacniając je poprzez powtarzające się cykle emisji wymuszonej.

5. Podwojenie częstotliwości (generacja drugiej harmonicznej):

Aby przekształcić światło o częstotliwości podstawowej (zwykle 1064 nm emitowane przez laser Nd:YAG) w światło zielone (532 nm), na drodze lasera umieszczany jest kryształ podwajający częstotliwość (taki jak KTP – fosforan potasu i tytanu). Kryształ ten charakteryzuje się nieliniową właściwością optyczną, która pozwala mu na połączenie dwóch fotonów pierwotnego światła podczerwonego w jeden foton o dwukrotnie większej energii, a zatem o połowie długości fali światła początkowego. Proces ten znany jest jako generacja drugiej harmonicznej (SHG).

6. Wyjście zielonego światła:

W wyniku podwojenia częstotliwości emitowane jest jasnozielone światło o długości fali 532 nm. To zielone światło może być następnie wykorzystywane w różnych zastosowaniach, w tym we wskaźnikach laserowych, pokazach laserowych, do wzbudzania fluorescencji w mikroskopii oraz w procedurach medycznych.

Cały ten proces jest wysoce wydajny i pozwala na wytwarzanie spójnego zielonego światła o dużej mocy w kompaktowej i niezawodnej formie. Kluczem do sukcesu lasera DPSS jest połączenie półprzewodnikowego ośrodka wzmocnienia (kryształu Nd:YAG), wydajnego pompowania diodą oraz efektywnego podwajania częstotliwości w celu uzyskania pożądanej długości fali światła.