เลเซอร์เซรามิกโปร่งใส Nd:YAG ที่มีประสิทธิภาพเกิน 60% พร้อมเอฟเฟกต์การสูญเสียการลดทอนต่ำ


ในที่นี้ มีการตรวจสอบผลการสูญเสียการลดทอนและการเพิ่มประสิทธิภาพเลเซอร์ของเซรามิกโปร่งใส Nd: YAGการใช้แท่งเซรามิก Nd:YAG 0.6 at.% ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. และความยาว 65 มม.วัดค่าสัมประสิทธิ์การกระเจิงและสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงที่ 1,064 นาโนเมตรเป็น 0.0001 ซม.-1 และ 0.0017 ซม.-1 ตามลำดับสำหรับการทดลองด้วยเลเซอร์แบบปั๊มด้านข้างขนาด 808 นาโนเมตร ได้กำลังเอาต์พุตเฉลี่ย 44.9 วัตต์ โดยมีประสิทธิภาพการแปลงแบบออปติคัลเป็นออปติคัลที่ 26.4% ซึ่งเกือบจะเท่ากันกับที่ 1 ที่ % ผลึกเดี่ยวการนำรูปแบบปั๊มปลายตรงขนาด 885 นาโนเมตรมาใช้ การทดสอบเลเซอร์ต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการมองเห็นที่สูงที่ 62.5% และกำลังเอาต์พุตสูงสุดที่ 144.8 W ได้มาจากกำลังปั๊มดูดซับที่ 231.5 W ซึ่งจนถึงขณะนี้ประสิทธิภาพการแปลงแสงสูงสุดที่ได้รับมา ใน Nd:YAG ceramic laser สู่ความรู้ของเราเป็นการพิสูจน์ว่ากำลังเลเซอร์สูงและประสิทธิภาพสูงสามารถสร้างขึ้นได้จากแท่งเซรามิก Nd:YAG คุณภาพแสงสูง พร้อมด้วยเทคโนโลยีการปั๊มโดยตรงที่ 885 นาโนเมตร

1675137962466

พลังงานพัลส์สูง ความกว้างของเส้นแคบ 6.45 µm จากออสซิลเลเตอร์พาราเมตริกแบบออปติคอลในคริสตัล BaGa4Se7


บทความนี้นำเสนอพลังงานพัลส์สูง ความกว้างของเส้นตรงแคบ เลเซอร์แรตอินฟราเรดกลาง (MIR) 6.45 µm โดยอิงตามออสซิลเลเตอร์พาราเมตริกออพติคอล (OPO) แบบคริสตัล BaGa4Se7 (BGSe) ที่ปั๊มด้วยเลเซอร์ 1.064 µmพลังงานพัลส์สูงสุดที่ 6.45 µm สูงถึง 1.23 mJ โดยมีความกว้างพัลส์ 24.3 ns และอัตราการทำซ้ำที่ 10 Hz ซึ่งสอดคล้องกับประสิทธิภาพการแปลงออปติคอล–ออปติคอลที่ 2.1% จากไฟปั๊ม 1.064 µm ไปจนถึงแสงที่ไม่ทำงาน 6.45 µmความกว้างของเส้นแสงที่ไม่ทำงานอยู่ที่ประมาณ 6.8 นาโนเมตร ในขณะเดียวกัน เราคำนวณเงื่อนไขการจับคู่เฟส OPO อย่างแม่นยำที่คริสตัล BGSe ที่ปั๊มด้วยเลเซอร์ 1.064 µm อย่างถูกต้อง และระบบจำลองเชิงตัวเลขได้ดำเนินการเพื่อวิเคราะห์ลักษณะอินพุต-เอาต์พุตที่ 6.45 µm รวมถึง ผลกระทบของความยาวคริสตัลต่อประสิทธิภาพการแปลงพบข้อตกลงที่ดีระหว่างการวัดและการจำลองเท่าที่เราทราบ นี่คือพลังงานพัลส์สูงสุดที่ 6.45 µm โดยมีความกว้างเส้นตรงที่แคบที่สุดสำหรับเลเซอร์ MIR ns แบบโซลิดสเตตทั้งหมดใน BGSe-OPO ที่สูบโดยออสซิลเลเตอร์ธรรมดา 1.064 µmระบบ OPO ที่เรียบง่ายและกะทัดรัดขนาด 6.45 µm พร้อมพลังงานพัลส์สูงและเส้นแนวแคบ สามารถตอบสนองข้อกำหนดสำหรับการตัดเนื้อเยื่อและปรับปรุงความแม่นยำในการระเหยของเนื้อเยื่อ

1675135023536

43 W, ระยะเวลาพัลส์คงที่ 7 ns, เลเซอร์ Ho: YAG ทิ้งโพรง langasite อัตราการทำซ้ำสูง และการนำไปใช้ใน ZGP OPO อินฟราเรดกลาง


ในบทความนี้ เราสาธิตเลเซอร์แบบทิ้งด้วยไฟฟ้าแบบ langasite (LGS) Ho: YAG ที่ยับยั้งการพึ่งพาระยะเวลาพัลส์ในเลเซอร์ Q-switchedระยะเวลาพัลส์คงที่ 7.2 ns ทำได้ที่อัตราการทำซ้ำ 100 kHzการได้รับประโยชน์จากคริสตัล LGS ไม่มีเอฟเฟกต์วงแหวนเพียโซอิเล็กทริกแบบย้อนกลับอย่างมีนัยสำคัญและการดีโพลาไรเซชันที่เกิดจากความร้อน ทำให้รถไฟพัลส์มีความเสถียรที่กำลังเอาต์พุต 43 วัตต์ เป็นครั้งแรกที่มีการใช้เลเซอร์แบบทิ้งโพรงในอินฟราเรดช่วงกลาง (กลาง- IR) ZnGeP2 (ZGP) ออพติคัลพาราเมตริกออสซิลเลเตอร์ (OPO) ได้รับการยอมรับแล้ว ซึ่งถือเป็นวิธีที่เชื่อถือได้เพื่อให้ได้อัตราการทำซ้ำที่สูงและเวลาพัลส์นาโนวินาทีที่สั้นสำหรับ ZGP OPO อินฟราเรดกลางกำลังสูงกำลังเอาท์พุตเฉลี่ยคือ 15 W ซึ่งสอดคล้องกับระยะเวลาพัลส์ 4.9 ns และอัตราการทำซ้ำ 100 kHz

1675136028495

บรอดแบนด์ ความต่อเนื่องของอินฟราเรดกลางสองสามรอบโดยอิงตามการสร้างความถี่ที่แตกต่างภายในพัลส์ด้วยคริสตัล BGSe


เราแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกถึงการสร้างอินฟราเรดช่วงกลางช่วงแปดความถี่โดยใช้คริสตัลไม่เชิงเส้น BGSeระบบเลเซอร์ Cr:ZnS ซึ่งส่งพัลส์ 28-fs ที่ความยาวคลื่นกลาง 2.4 µm จะถูกใช้เป็นแหล่งปั๊ม ซึ่งขับเคลื่อนการสร้างความถี่ส่วนต่างภายในพัลส์ภายในคริสตัล BGSeเป็นผลให้ได้รับความต่อเนื่องของอินฟราเรดบรอดแบนด์กลางที่เชื่อมโยงกันซึ่งครอบคลุมตั้งแต่ 6 ถึง 18 µmโดยแสดงให้เห็นว่าคริสตัล BGSe เป็นวัสดุที่มีแนวโน้มสำหรับการสร้างอินฟราเรดช่วงกลางแบบบรอดแบนด์แบบไม่กี่รอบโดยการแปลงความถี่ลงด้วยแหล่งกำเนิดปั๊มเฟมโตวินาที

1675136332013

เลเซอร์อินฟราเรดกลางพัลส์โซลิดสเตตนาโนวินาทีทั้งหมด 1.53 W ที่ 6.45 µm

เลเซอร์อินฟราเรดกลาง (MIR) แบบโซลิดสเตตทั้งหมดขนาดกะทัดรัดและทนทานที่ 6.45 µm พร้อมกำลังเอาต์พุตเฉลี่ยสูงและมีคุณภาพลำแสงใกล้เคียงเกาส์เซียนกำลังเอาต์พุตสูงสุด 1.53 W ที่มีความกว้างพัลส์ประมาณ 42 ns ที่ 10 kHz ทำได้โดยใช้ ZnGeP2 (ZGP) ออปติคอลพาราเมตริกออสซิลเลเตอร์ (OPO)นี่คือกำลังเฉลี่ยสูงสุดที่ 6.45 µm ของเลเซอร์โซลิดสเตตทั้งหมดเท่าที่ทราบค่าปัจจัยคุณภาพลำแสงโดยเฉลี่ยวัดได้ที่ M2 = 1.19นอกจากนี้ ยังได้รับการยืนยันความเสถียรของกำลังเอาต์พุตสูง โดยมีความผันผวนของพลังงานน้อยกว่า 1.35% rms ตลอด 2 ชั่วโมง และเลเซอร์สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพรวมมากกว่า 500 ชั่วโมงโดยใช้
พัลส์ขนาด 6.45 µm นี้เป็นแหล่งกำเนิดรังสี จะทำการทดสอบการทำลายเนื้อเยื่อสมองของสัตว์นอกจากนี้ ผลกระทบต่อความเสียหายของหลักประกันได้รับการวิเคราะห์ในทางทฤษฎีเป็นครั้งแรกตามความรู้ที่ดีที่สุดของเรา และผลลัพธ์บ่งชี้ว่าเลเซอร์ MIR นี้มีความสามารถในการระเหยได้ดีเยี่ยม ทำให้สามารถทดแทนเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระได้
1675136966816