الضوء الأخضر طريقة توليد الليزر والتطبيق

ليزر الضوء الأخضرطريقة التوليد

(1) تنبعث مضخة التحويل الأعلى من ليزر الضوء الأخضر ، الذي يمزج الأيونات الأرضية النادرة في المواد الصلبة ويتم ضخها بواسطة ليزر شبه موصل أو مصدر ضوء آخر. يتم إنشاء ليزر الضوء الأخضر من خلال الاستفادة المباشرة من انتقال مستوى الطاقة لأيونات الأرض النادرة. تعتمد هذه الطريقة على تأثير التحويل العلوي ، أي أن طول الموجة من ضوء الليزر أصغر من طول موجة ضوء المضخة. يمكن تقسيم آلية التألق الصاعد للأيونات الأرضية النادرة إلى ثلاث عمليات: امتصاص الحالة المتحمسة ونقل الطاقة وانحراف الفوتون.

(2) ليزر أشباه الموصلات ينبعث مباشرة من الضوء الأخضر ليزر أشباه الموصلات هو ليزر مصغر مع وصلة PN أو وصلة دبوس تتكون من مادة أشباه الموصلات فجوة الحزمة المباشرة كمسألة عمل. هناك ثلاث طرق الإثارة الرئيسية ليزر أشباه الموصلات ، وهي نوع الحقن الكهربائي ، نوع المضخة البصرية ونوع الإثارة الإلكترونية عالية الطاقة. وفقا لطول الموجة

وحقول التطبيق ، يمكن تقسيم ليزر أشباه الموصلات تقريبًا إلى طول موجي طويل وطول موجي قصير. على جانب الطول الموجي القصير ، بسبب الصعوبات في إعداد المواد وتكنولوجيا الجهاز ، كان تقدم البحث في ليزر أشباه الموصلات الأخضر الخفيف بطيئًا نسبيًا ، ولم تصل إلى المستوى العملي لفترة طويلة.

(3) طريقة مضاعفة تردد الكريستال البصري غير الخطية. هذه طريقة شائعة لتحقيق ليزر الضوء الأخضر. يمكن تقسيم هذه الطريقة إلى طرق مباشرة وغير مباشرة. الطريقة المباشرة هي إدخال ليزر أشباه الموصلات مباشرة إلى محول الطول الموجي والحصول على خرج الليزر الأخضر بعد مضاعفة التردد. تتميز هذه الطريقة ببنية بسيطة ، مضاعفة التردد السهل وتردد التحويل العالي ، ولكن عرض خط ليزر الضوء الأخضر الناتج واسع وثبات الطول الموجي ضعيف. يمكن تقسيم الطريقة غير المباشرة إلى نوعين: أ. يتم ضخ ليزر الحالة الصلبة التي يتم تفعيلها بواسطة أيونات أرضية نادرة مثل Nd3 و Er3 بواسطة ليزر أشباه الموصلات ، ثم يتم تحقيق مضاعفة التردد من خلال مكونات تحويل الطول الموجي. هذه الطريقة أكثر تعقيدًا في الهيكل ، ولكنها يمكن أن تحصل على طيف ليزر جيد وخصائص شعاع. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لهذه الطريقة أيضًا الاستفادة من مزايا العمر الطويل للطاقة لليزر الحالة الصلبة لتحقيق تراكم الطاقة ، وذلك للحصول على إخراج ليزر عالي الطاقة. ب. يمكن تحقيق خرج الليزر باستخدام مواد بلورية ذاتية التضاعف يمكن أن تنبعث منها الليزر وتحقق تحويل الطول الموجي في نفس الوقت ، مثل حمض نيتريك البوتاسيوم مع أكسيد المغنيسيوم ، بورات الألومنيوم.

تتطور أجهزة الليزر ذات الحالة الصلبة بالكامل في اتجاه تعدد الأطوال الموجية ، ومن بينها ليزر أخضر كامل الحالة الصلبة يتم ضخه بسرعة ويستخدم على نطاق واسع في مختلف المجالات.

1. التطبيقات الطبية

لأن العين البشرية هي الأكثر حساسية للضوء الأخضر ، يمكن استخدام الليزر النبضي ITM في جراحة العيون. يمكن أيضًا استخدام الضوء الأخضر النبضي لعلاج أمراض الأوعية الدموية. تم تصميم وتصنيع ليزر نبضي 532 نانومتر بتبديل Q مع طاقة خرج 3 واط لعلاج السكتة الدماغية. نظرًا لقوته العالية ، فإن الليزر الأخضر النبضي له وقت عمل قصير نسبيًا على الجلد. بهذه الطريقة ، لن يولد الليزر تسخين غير انتقائي على أنسجة الجلد حول الأنسجة المستهدفة ، والتي لن تسبب تلفًا حراريًا وتقلل من مخاطر الجراحة.

2. التطبيق في مجال العرض الملون

مقارنة بإضاءة الشاشة الأخرى ، تتميز تقنية العرض بالليزر الملون بمجموعة ألوان واسعة ، ونقاء عالي ، وحجم شاشة عرض مرن ، ولا إشعاع كهرومغناطيسي ضار ومزايا أخرى فريدة ، يمكن استخدامها في المسرح المنزلي والسينما الرقمية وإسقاط الشاشة الكبيرة وشاشات المعلومات العامة والتظاهر التعليمي ومحاكاة الواقع الافتراضي ، والعديد من المجالات الأخرى ، تصبح اختيار الأسرة والمستقبل لجهاز عرض الفيديو في الهواء الطلق. الصورة المعروضة بواسطة الليزر أكثر ثراءً وإشراقًا من التلفزيون الملون الموجود ، والذي يمكن أن يعكس اللون الحقيقي للطبيعة وحتى يعرض اللون الافتراضي. لذلك ، أصبح ليزر الحالة الصلبة ثلاثي الألوان عالي الطاقة ، باعتباره التكنولوجيا الرئيسية لشاشة الليزر الملونة ، اتجاهًا مهمًا للتطور في مجال الليزر الدولي الحالي.

3. تطبيق في الليزر بالقطع الدقة

ليزر الضوء الأخضر بسبب السطوع العالي ، التركيز بقعة صغيرة ، وقت العمل القصير ، المنطقة المتأثرة بالحرارة الصغيرة ،لن ينتج عن قطعة العمل تشوه كبير بسبب المعالجة والمزايا الأخرى ، يمكن معالجتها لبعض الصلابة العالية ، هشاشة المواد ، في المعالجة الدقيقة تظهر مزاياها الفريدة. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الليزر على نطاق واسع في صناعة الإلكترونيات ، ويمكن استخدامه لضبط مقاومة المقاومات الدقيقة. مع تحسين أداء الليزر وظهور ليزر جديد ، أصبح تطبيق الليزر في VLSI تقنية أساسية لا يمكن استبدالها بالعديد من التقنيات الأخرى ، مما يدل على وجود آفاق مشجعة لتطوير VLSI.

4. كمصدر مضخة ليزر

ليزر الأشعة فوق البنفسجية والليزر بالأشعة فوق البنفسجية العميقة لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في الجيش والصناعة والطب والطباعة وما إلى ذلك. استخدام الضوء الأخضر كمصدر للمضخة هو الطريقة الأكثر فعالية وشمولية لإنتاج ليزر الأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية العميقة في الوقت الحالي. يمكن استخدام ليزر الحالة الصلبة LD المضخ كمصدر ضخ ليزر الفيمتوثانية. على سبيل المثال ، يتم استخدام الليزر الأخضر كمصدر للضخ لضخ الكريستال Ti:Al2O لتوليد نبضات الفيمتوثانية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام الليزر الأخضر كمصدر لمضخة الليزر الأخضر المتذبذب المستمر الذي يتم ضخه بالكامل. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الليزر الأخضر الصلب بالكامل أيضًا على مجموعة واسعة من التطبيقات في التخزين البصري ، ومعالجة المعلومات ، وطيف الليزر ، والتراسم المجسم ، والاتصالات المتماسكة ، والترفيه بالليزر ، والليدار ، والقياس الداخلي ، تخزين البيانات البصرية ، الصناعة العسكرية وغيرها من المجالات. لذلك ، ليزر أخضر صلب بالكامل له قيمة بحث علمي مهمة للغاية وآفاق تطبيق واسع.