一般的な主流レーザの紹介と応用
リリース:ボコスオプトエレクトロニクス  時間:2024-01-10  ブラウズ:1025
1.動作方式によって、連続レーザ、準連続レーザ、パルスレーザ、超短パルスレーザに分けられる。
連続レーザのレーザ出力は連続であり、レーザ切断、溶接、溶着の分野に広く応用されている。その動作特性は、作動物質の励起と対応するレーザ出力が長時間にわたって連続的に継続することができることである。設備の過熱効果は連続運転中に避けられないことが多いため、ほとんどの場合、適切な冷却措置を取らなければならない。
パルスレーザの出力パワーは大きく、レーザマーキング、切断、測距などに適している。その動作特性はレーザエネルギーの圧縮による狭いパルス幅、高いピーク電力、調整可能な繰返し周波数を含み、主にQ、モードロック、MOPAなどの方法を含む。シングルパルスパワーを増加させることで、過熱効果とエッジカット効果を効果的に低減できるため、主に微細加工に使用されている。
2.動作周波数帯によって、赤外レーザ、可視光レーザ、紫外レーザ、X線レーザに分けられる。
中赤外レーザは主に広く応用されている10.6ミクロンCO 2レーザである。
近赤外レーザの応用は広く、1064〜1070 nmのレーザ加工分野を含む、1310及び1550 nmの光ファイバ通信領域、レーザレーダ距離測定領域の905 nmと1550 nm、ポンプ応用のための878 nm、976 nmなど、
可視光レーザの周波数は532 nmから1064 nmの2倍であることができるため、532 nm緑色レーザはレーザ加工、医療応用などに広く応用されている。
紫外レーザは主に355 nmと266 nmを含む。紫外線は冷光源であるため、主に精密加工、標識、医療応用などに用いられる。
3.作動媒体別に:ガスレーザ、光ファイバレーザ、固体レーザ、半導体レーザなどがある。
3.1ガスレーザは主にCO 2ガス分子を作動媒体とするCO 2レーザを含む。それらのレーザー波長はそれぞれ10.6ミクロンと9.6ミクロンである。
主な特徴:
-波長は非金属材料の加工に適しており、ファイバレーザが非金属を加工できない問題を補い、加工分野でファイバレーザ加工と異なる特徴を持っている、
−エネルギー変換効率は約20%〜25%であり、連続出力電力は104 Wレベルに達することができ、パルス出力エネルギーは104ジュールレベルに達することができ、パルス幅はナノ秒レベルに圧縮することができる、
-波長はちょうど大気窓内で、人の目に対する危害は可視光と1064 nm赤外光よりずっと小さい。
材料加工、通信、レーダー、誘導化学反応、外科手術などに広く応用されている。レーザーによる熱核反応の誘導、同位体のレーザー分離、レーザー兵器にも使用できる。
3.2ファイバレーザとは、利得媒体として希土類元素をドープしたガラス繊維を用いたレーザをいう。優れた性能と特性、コストの利点から、現在最も広く使用されているレーザです。その特徴は以下の通りである:
(1)ビーム品質が良い:光ファイバの導波構造は光ファイバレーザが単一横モード出力を獲得しやすく、外部要因の影響が小さく、高輝度のレーザ出力を実現できることを決定した。
(2)出力されるレーザーは波長が多い:これは希土類イオンのエネルギー準位が非常に豊富で、希土類イオンのタイプも多いため、
(3)高効率:商用ファイバレーザの全体電気光学効率は25%に達し、コスト削減、省エネ、環境保護に有利である。
(4)良好な放熱特性:ガラス材料は極めて低い体積面積比、急速放熱と低損失を有し、そのため転換効率が高く、レーザー閾値が低い、
(5)構造がコンパクトで、信頼性が高い:共振器内に光学レンズがなく、従来のレーザとは比較にならない調整フリー、メンテナンスフリー、安定性が高い利点がある、
(6)製造コストが低い:ガラス光ファイバの製造コストが低く、技術が成熟し、光ファイバの巻き取り性による小型化、集約化の優位性がある。
光ファイバレーザは広範な応用があり、レーザ光ファイバ通信、レーザ空間遠隔通信、工業造船、自動車製造、レーザ彫刻、レーザマーキング、レーザ切断、印刷ドラム、軍事防御と安全、医療設備、その他のレーザポンプとして使用される濮院などが含まれる。
3.3固体レーザの作動媒体は絶縁結晶であり、通常は光ポンプで励起される。
YAGレーザ(ルビジウムドープイットリウムアルミニウムガーネット結晶)は通常、少数の特定波長のポンプ光だけがNdイオンに吸収され、エネルギーの大部分が熱エネルギーに変換されるため、クリプトンランプまたはキセノンランプをポンプランプとして使用する。一般的にYAGレーザのエネルギー変換効率は低い。一方、遅い加工速度は徐々にファイバレーザに置き換えられている。
半導体レーザでポンプする高出力固体レーザの新型。利点はエネルギー変換効率が高く、半導体レーザの電気光学変換効率が50%に達し、フラッシュよりはるかに高い、操作中に発生した反応熱が小さく、媒体温度が安定しており、完全に硬化したデバイスにすることができ、振動の影響を除去し、しかもレーザースペクトル線がより狭く、周波数安定性がより良い、寿命が長く、構造が簡単で、使いやすい。
固体レーザの主な利点は、光ファイバレーザに比べてシングルパルスエネルギーが高いことです。超短パルス変調と結合して、連続電力は一般的に100 W以上で、ピークパルス電力は109 Wに達することができる。しかし、作業媒体の製造がより複雑であるため、コストが高くなる。
主波長は1064 nm近赤外であり、周波数逓倍により532 nm固体レーザ、355 nm固体レーザ、266 nm固体レーザを得ることができる。
3.4半導体レーザ、レーザダイオードとも呼ばれ、半導体材料を作動物質とするレーザである。
半導体レーザは複雑な共振器構造を必要としないので、小型化や軽量化のニーズに最適です。光電変換率が高く、寿命が長く、メンテナンスも必要ありません。定点、表示、通信距離測定などの場合によく使用されます。他のレーザのポンプ源としてもよく用いられる。レーザダイオード、レーザポインタ、その他のよく知られた製品には半導体レーザが使用されています。
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