ठोस - स्टेट लेजर बनाम। डीपीएसएस लेजर

ठोस - स्टेट लेजरऔरDpss (डायोड - पंप सॉलिड - स्टेट) लेजरदोनों ठोस - स्टेट लेजर तकनीक की छतरी के नीचे आते हैं। दोनों ठोस पदार्थों जैसे कृत्रिम क्रिस्टल या ग्लास का उपयोग करते हैं, जो उनके लाभ के माध्यम से होते हैं। वे जनसंख्या उलटा और उत्तेजित उत्सर्जन को प्राप्त करने के लिए विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर ऑप्टिकल पंपिंग का उपयोग करते हैं। इन उपकरणों को ठोस - राज्य लेजर, जैसे कॉम्पैक्ट संरचना, उच्च स्थिरता और उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता के सामान्य लाभ विरासत में मिलते हैं। वे औद्योगिक विनिर्माण, चिकित्सा निदान और उपचार, वैज्ञानिक अनुसंधान और सैन्य रक्षा में अनुप्रयोगों के लिए एक विश्वसनीय उच्च - ऊर्जा प्रकाश स्रोत फाउंडेशन प्रदान करते हैं।

ठोस - राज्य लेजर का अवलोकन

1। परिभाषा

एक प्रकार का लेजर का उपयोग करनाठोस - राज्य लाभ मीडिया(जैसे क्रिस्टल या चश्मा) इसके मुख्य घटक के रूप में। इसका परिचालन सिद्धांत उत्तेजित उत्सर्जन के प्रवर्धन प्रभाव पर निर्भर करता है, एक मेजबान मैट्रिक्स के भीतर विशिष्ट धातु आयनों (सक्रिय कणों के रूप में कार्य करने) के ऊर्जा स्तर के संक्रमण के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। ये उपकरण कॉम्पैक्ट संरचना, मजबूत स्थिरता और विविध अनुप्रयोगों के अनुकूलता को जोड़ते हैं, जिससे उन्हें उद्योग, चिकित्सा और वैज्ञानिक अनुसंधान में आवश्यक उपकरण मिलते हैं।

2। विशिष्ट लाभ मीडिया

रूबी (cr ⁺: al₂o₃)

कमरे के तापमान पर निरंतर संचालन प्राप्त करने के लिए पहली ठोस लेजर सामग्री, ~ 694.3 एनएम पर लाल बत्ती का उत्सर्जन करता है। आमतौर पर प्रदर्शन प्रयोगों और कम - बिजली परिदृश्यों में उपयोग किया जाता है।

Nd: yag (neodymium - doped yttrium एल्यूमीनियम गार्नेट)

एक मुख्यधारा उच्च - 1064 एनएम के एक विशिष्ट आउटपुट तरंग दैर्ध्य के साथ पावर विकल्प (- इन्फ्रारेड के पास); हार्मोनिक पीढ़ी (जैसे, आवृत्ति 532 एनएम ग्रीन लाइट के लिए दोगुनी) संभव है। उत्कृष्ट तापीय चालकता और यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है, औद्योगिक काटने, वेल्डिंग, आदि के लिए आदर्श।

YB: YAG (Ytterbium - doped yttrium एल्यूमीनियम गार्नेट)

व्यापक अवशोषण बैंड और उच्च क्वांटम दक्षता के साथ एक उभरता हुआ कुशल माध्यम। प्रत्यक्ष अर्धचालक पंपिंग (जैसे, फाइबर - युग्मित लेजर डायोड) का समर्थन करता है, व्यापक रूप से सटीक विनिर्माण और अल्ट्राफास्ट पल्स सिस्टम में अपनाया जाता है।

3। पंपिंग तरीके

4। आउटपुट विशेषताओं

विस्तृत तरंग दैर्ध्य सीमा: दृश्यमान प्रकाश (जैसे, रूबी से लाल) को कवर करता है - इन्फ्रारेड बैंड (जैसे, एनडी के लिए 1064 एनएम) के पास। नॉनलाइनियर ऑप्टिकल तत्व आगे यूवी/डीप यूवी क्षेत्रों में कवरेज का विस्तार करते हैं।

उच्च नाड़ी ऊर्जा: Q - स्विचिंग और मोड लॉकिंग जैसी तकनीकें मिलिजौले - लेवल सिंगल दालों को पीक पॉवर्स के साथ मेगावाट तक पहुंचने में सक्षम बनाती हैं, सटीक अंकन और माइक्रो/नैनोफैब्रिकेशन के लिए मांगों को पूरा करती हैं।
अनुप्रयोग परिदृश्य: धातु वेल्डिंग और सिरेमिक कटिंग के लिए विनिर्माण में उपयोग किया जाता है; आर एंड डी में स्पेक्ट्रोस्कोपी विश्लेषण और प्लाज्मा इंडक्शन जैसे - एज स्टडी का समर्थन करता है; स्वास्थ्य सेवा क्षेत्रों के भीतर नेत्र सर्जरी और त्वचाविज्ञान उपचार में लागू किया गया।

DPSS लेज़रों का अवलोकन (डायोड - पंप सॉलिड - स्टेट लेजर)

1। परिभाषा

एक डायोड - पंप सॉलिड - स्टेट लेजर (DPSS) एक उपन्यास प्रकार का ठोस - स्टेट लेजर है जो सेमीकंडक्टर लेजर डायोड को उत्तेजना स्रोत के रूप में नियोजित करता है। पारंपरिक गैस डिस्चार्ज लैंप या फ्लैशलैम्प्स के विपरीत, यह डायोड - का उपयोग करता है, जो ठोस लाभ मीडिया को पंप करने के लिए विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर उत्सर्जित मोनोक्रोमैटिक प्रकाश, दक्षता, स्थिरता और कॉम्पैक्टनेस में काफी सुधार करता है।

2। कोर आर्किटेक्चर

पंप स्रोत के रूप में लेजर डायोड (एलडी): संकीर्णता, दिशात्मक प्रकाश लाभ माध्यम के अवशोषण बैंड से मेल खाता है। उदाहरण के लिए, एक 808nm LD एक nd: yvo, क्रिस्टल को 1064nm 14 पर मौलिक अवरक्त विकिरण उत्पन्न करने के लिए उत्साहित कर सकता है;

प्राप्त करना?

नॉनलाइनियर ऑप्टिकल क्रिस्टल: जैसे कि पोटेशियम टिटेनिल फॉस्फेट (केटीपी) या लिथियम ट्रिबोरेट (एलबीओ), आउटपुट स्पेक्ट्रम का विस्तार करने के लिए आवृत्ति रूपांतरण के लिए उपयोग किया जाता है (जैसे, 1064nm IR प्रकाश को दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी के माध्यम से 532nm हरे रंग में दोगुना)।

3। विशिष्ट आउटपुट तरंग दैर्ध्य

प्रमुख तरंग दैर्ध्य में शामिल हैं:

532NM (हरा): KTP क्रिस्टल का उपयोग करके 1064nm मौलिक प्रकाश की दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी द्वारा निर्मित;

355NM (पराबैंगनी): आगे की आवृत्ति दोहरीकरण या उन्नत nonlinear प्रभाव के माध्यम से प्राप्त किया गया;

473NM (नीला): कुछ कॉन्फ़िगरेशन में या मिश्रण तकनीकों के माध्यम से सीधे सुलभ। ये व्यापक अनुप्रयोगों को दृश्यमान से यूवी स्पेक्ट्रा तक कवर करते हैं।

4। प्रमुख विशेषताएं

उच्च दक्षता और कम बिजली की खपत: दीपक - पंप किए गए सिस्टम की तुलना में, डीपीएसएस लेजर कम ऊर्जा की खपत के साथ नाटकीय रूप से बेहतर ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता का प्रदर्शन करते हैं;
सुपीरियर बीम गुणवत्ता: अत्यधिक कोलिमेटेड पंप स्रोतों और सटीक मोड नियंत्रण के लिए धन्यवाद, आउटपुट बीम असाधारण दिशात्मकता और सुसंगतता प्रदर्शित करता है;
कॉम्पैक्ट पदचिह्न और लंबे जीवनकाल: लघु अर्धचालक घटकों का लाभ उठाते हुए, ये सिस्टम यांत्रिक पहनने और रखरखाव लागत को कम करते हुए लचीले डिजाइन विकल्प प्रदान करते हैं;
बहुमुखीता और अनुकूलनशीलता: स्पंदित और निरंतर लहर (CW) ऑपरेशन मोड दोनों का समर्थन करता है, नैनोसेकंड - स्तर की दालों को q - स्विचिंग तकनीक - के माध्यम से सक्षम करता है, जो प्रिसिजन मशीनिंग, मेडिकल एस्थेटिक्स, वैज्ञानिक अनुसंधान, और बहुत कुछ के लिए आदर्श है।

मुख्य विभेदक विशेषताएं: ठोस - स्टेट लेजर बनाम डीपीएसएस लेजर

फायदे में गहरी गोता: क्यों DPSS आधुनिक अनुप्रयोग जीतता है

1.सूक्ष्मता अभियांत्रिकी: एलडी पंपिंग की संकीर्ण वर्णक्रमीय चौड़ाई फ्लैशलैंप सिस्टम में आम प्लाज्मा उतार -चढ़ाव को समाप्त करती है, जो कि उप - डॉपलर लाइनविड्थ स्थिरता को लिडार और क्वांटम ऑप्टिक्स प्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण सुनिश्चित करती है।
2.थर्मल मजबूती: By concentrating excitation energy precisely within the gain medium's absorption band (±5nm), DPSS reduces parasitic heating by >70% बनाम फ्लैशलैंप बाढ़ की रोशनी। यह लंबे समय तक संचालन के दौरान क्रिस्टल अखंडता को संरक्षित करता है।
3.शक्ति मापनीयता: स्टैकेबल एलडी सरणियाँ बीम की गुणवत्ता से समझौता किए बिना रैखिक पावर स्केलिंग की अनुमति देती हैं - थर्मल शमन सीमाओं द्वारा विवश फ्लैशलैम्प ज्यामितीय के विपरीत। मल्टी - किलोवाट सिस्टम अब ~ 35% विद्युत - से - ऑप्टिकल रूपांतरण दरों को प्राप्त करते हैं।
4.टर्नकी ऑपरेशन: फैक्टरी - संरेखित निष्क्रिय घटकों (जैसे, फीडबैक स्थिरीकरण के लिए फाइबर ब्रैग ग्रैगिंग) प्लग - और - को क्लीनरूम वातावरण में परिनियोजन में सक्षम करें जहां कंपन संवेदनशीलता मायने रखती है।

पारंपरिक ठोस - राज्य प्रणाली का आला वर्चस्व

अधिकांश क्षेत्रों में डीपीएसएस द्वारा तकनीकी विस्थापन के बावजूद, दीपक - पंप लेज़रों को प्रभुत्व बनाए रखा है जहां चरम शिखर शक्तियां मायने रखती हैं:
► माइक्रोस्केल एब्लेशन अध्ययन: KHZ पुनरावृत्ति दरों पर 1 j से अधिक नैनोसेकंड दालें तनाव परीक्षण एयरोस्पेस मिश्र धातुओं के लिए बेजोड़ बने हुए हैं।
► ऐतिहासिक बुनियादी ढांचा: संग्रहालय बहाली परियोजनाएं अक्सर डाई सेल एकीकरण - के लिए अनुकूलित विरासत रॉड ज्यामिति का लाभ उठाती हैं, जिसे अब सांस्कृतिक विरासत संरक्षण उपकरण माना जाता है।

अनुप्रयोग परिदृश्य तुलना: ठोस - स्टेट लेजर बनाम डीपीएसएस लेजर

ठोस - स्टेट लेजर (पारंपरिक फ्लैशलैम्प/ld - हाइब्रिड सिस्टम)

DPSS लेजर (डायोड - केवल पंप किया गया)

सॉलिड - स्टेट लेजर और डीपीएसएस (डायोड - पंप सॉलिड - स्टेट) लेजर अपनी तकनीकी विशेषताओं और अनुप्रयोगों में अलग -अलग पूरक प्रदान करते हैं। पारंपरिक ठोस - राज्य लेजर फ्लैश लैंप या एलडी हाइब्रिड पंपिंग पर भरोसा करते हैं, उच्च पल्स ऊर्जा पर उत्कृष्ट और सामग्री प्रसंस्करण, सैन्य रेंजफाइंडर, और उच्च - ऊर्जा भौतिकी जैसे क्षेत्रों पर हावी होते हैं। दूसरी ओर, डीपीएसएस लेजर, शुद्ध एलडी पंपिंग का उपयोग करते हैं, उच्च दक्षता की पेशकश करते हैं, स्थिर निरंतर - वेव आउटपुट, और एक कॉम्पैक्ट डिज़ाइन। ये लाभ विशेष रूप से उच्च - सटीक अनुप्रयोग जैसे लेजर डिस्प्ले, बायोमेडिसिन और सटीक माप में स्पष्ट हैं। दो लेज़रों के बीच मुख्य अंतर उनके पंप स्रोतों (फ्लैश लैंप/एलडी बनाम एलडी अकेले), थर्मल प्रबंधन दक्षता, आउटपुट मोड (स्पंदित/निरंतर), और संरचनात्मक आकार में निहित हैं, जिसके परिणामस्वरूप औद्योगिक विनिर्माण में किसी न किसी मशीनिंग में अलग -अलग अनुप्रयोग होते हैं और चिकित्सा अनुसंधान में ठीक - ग्रेन्ड एप्लिकेशन। उनके विचलन तकनीकी दृष्टिकोणों के बावजूद, दो लेजर नवीन अभिसरण के माध्यम से लगातार सीमाओं को आगे बढ़ा रहे हैं। उदाहरण के लिए, हाइब्रिड आर्किटेक्चर बैटरी प्री - उपचार और उच्च - पावर वेल्डिंग के बीच तालमेल को सक्षम करते हैं, जबकि अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्स का एकीकरण - एज वैज्ञानिक अनुसंधान को काटता है। यह मांग - संचालित तकनीकी भेदभाव विनिर्माण, स्वास्थ्य सेवा और बुनियादी विज्ञान में लेजर प्रौद्योगिकी में सफलताओं को चलाने के लिए जारी है।

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