Твердотельный лазер с диодной накачкой
Твердотельный лазер с диодной накачкой (Diode-pumped solid-state laser, DPSS) — разновидность твердотельного лазера, в которой в качестве источника оптической накачки используется лазерный диод. DPSS-лазеры характеризуются высокой эффективностью и компактностью по сравнению с газовыми и другими твердотельными лазерами. В последние годы DPSS-лазеры приобрели особую популярность как источники излучения в лазерных указках зеленого, желтого и некоторых других цветов.
Устройство
Типичная схема рассмотрена на примере зеленого лазера. Источником накачки является мощный инфракрасный лазерный диод (от 100 мВт до нескольких ватт) с длиной волны 808 нм. Этим диодом накачивается кристалл алюмо-иттриевого граната или ортованадата иттрия. Кристалл излучает на длине волны 1064 нм. Следующей ступенью является нелинейная оптическая система из кристалла титанил фосфата калия (KTiOPO4, KTP). В нём исходная частота излучения удваивается, и выходной луч имеет длину волны 532 нм, что соответствует зелёному цвету видимого излучения. КПД этой системы составляет примерно 20%. На выходе обычно ставят ИК-фильтр, чтобы убрать остатки излучения от диода накачки, хотя в слабых и дешёвых моделях им часто пренебрегают. Жёлтые и синие лазеры имеют ещё более сложную структуру. Так, в жёлтом лазере излучение на длине волны 808нм преобразуется в излучение 1064 нм, которое далее преобразуется в 1342 нм и только потом осуществляется удвоение частоты. КПД таких лазеров может быть менее 3%. [1]
Сравнение с полупроводниковыми лазерами
Основное преимущество DPSS-лазеров по сравнению с лазерными диодами — высокое качество излучения, как с точки зрения монохроматичности, так и с точки зрения фокусировки и расходимости луча. DPSS-лазеры имеют более узкий диапазон длин волн (меньше 1 нм [2] по сравнению с 5-20 нм у диодных лазеров [3]) и значительно меньшую расходимость луча. Благодаря низкой зависимости выходного луча от входного возможно использование более дешевых и мощных многомодовых лазерных диодов в качестве источника накачки, а также линейки из нескольких диодов, накачивающих один кристалл.
С другой стороны полупроводниковые лазеры проще в использовании и дешевле DPSS, имеют больший КПД. Лазерные диоды продаются в виде законченных дискретных элементов, которые требуют только электропитания и фокусировки, в то время как твердотельный лазер содержит много дополнительных, прецизионных деталей, чувствительных к ударам и вибрациям. В случае, если высокое качество луча не требуется, многомодовые лазерные диоды выдают большую мощность при тех же (или меньших) габаритах и электропитании. Кроме того, лазерные диоды могут работать при большем диапазоне температур и выдерживают более высокочастотный режим модуляции. [4]
Напишите отзыв о статье "Твердотельный лазер с диодной накачкой"
Примечания
- ↑ [lasers.org.ru/home/43-laser-pointers/62-dpss-green-laser.html Особенности зелёного лазера и других цветных лазеров]
- ↑ [www.eocrystal.com/laser.html Home]
- ↑ [redlum.xohp.pagesperso-orange.fr/laser/modeanalysis.html Mode Stability of Diode Lasers]
- ↑ [donklipstein.com/lasercds.htm Sam's Laser FAQ - Home-Built Diode Pumped Solid State (DPSS) Laser]
См. также
Ссылки
- [repairfaq.ece.drexel.edu/sam/laserdio.htm Sam's laser FAQ]
- [crystalaser.com/new/laserwavelength.html compact diode pumped solid-state lasers with many wavelengths]
Отрывок, характеризующий Твердотельный лазер с диодной накачкой
Народ обратился к этим людям. Они приостановились и рассказывали, как подле самих их ядра попали в дом. Между тем другие снаряды, то с быстрым, мрачным свистом – ядра, то с приятным посвистыванием – гранаты, не переставали перелетать через головы народа; но ни один снаряд не падал близко, все переносило. Алпатыч садился в кибиточку. Хозяин стоял в воротах.– Чего не видала! – крикнул он на кухарку, которая, с засученными рукавами, в красной юбке, раскачиваясь голыми локтями, подошла к углу послушать то, что рассказывали.
– Вот чуда то, – приговаривала она, но, услыхав голос хозяина, она вернулась, обдергивая подоткнутую юбку.
Опять, но очень близко этот раз, засвистело что то, как сверху вниз летящая птичка, блеснул огонь посередине улицы, выстрелило что то и застлало дымом улицу.
– Злодей, что ж ты это делаешь? – прокричал хозяин, подбегая к кухарке.
В то же мгновение с разных сторон жалобно завыли женщины, испуганно заплакал ребенок и молча столпился народ с бледными лицами около кухарки. Из этой толпы слышнее всех слышались стоны и приговоры кухарки:
– Ой о ох, голубчики мои! Голубчики мои белые! Не дайте умереть! Голубчики мои белые!..
Через пять минут никого не оставалось на улице. Кухарку с бедром, разбитым гранатным осколком, снесли в кухню. Алпатыч, его кучер, Ферапонтова жена с детьми, дворник сидели в подвале, прислушиваясь. Гул орудий, свист снарядов и жалостный стон кухарки, преобладавший над всеми звуками, не умолкали ни на мгновение. Хозяйка то укачивала и уговаривала ребенка, то жалостным шепотом спрашивала у всех входивших в подвал, где был ее хозяин, оставшийся на улице. Вошедший в подвал лавочник сказал ей, что хозяин пошел с народом в собор, где поднимали смоленскую чудотворную икону.
К сумеркам канонада стала стихать. Алпатыч вышел из подвала и остановился в дверях. Прежде ясное вечера нее небо все было застлано дымом. И сквозь этот дым странно светил молодой, высоко стоящий серп месяца. После замолкшего прежнего страшного гула орудий над городом казалась тишина, прерываемая только как бы распространенным по всему городу шелестом шагов, стонов, дальних криков и треска пожаров. Стоны кухарки теперь затихли. С двух сторон поднимались и расходились черные клубы дыма от пожаров. На улице не рядами, а как муравьи из разоренной кочки, в разных мундирах и в разных направлениях, проходили и пробегали солдаты. В глазах Алпатыча несколько из них забежали на двор Ферапонтова. Алпатыч вышел к воротам. Какой то полк, теснясь и спеша, запрудил улицу, идя назад.
– Сдают город, уезжайте, уезжайте, – сказал ему заметивший его фигуру офицер и тут же обратился с криком к солдатам:
– Я вам дам по дворам бегать! – крикнул он.
Алпатыч вернулся в избу и, кликнув кучера, велел ему выезжать. Вслед за Алпатычем и за кучером вышли и все домочадцы Ферапонтова. Увидав дым и даже огни пожаров, видневшиеся теперь в начинавшихся сумерках, бабы, до тех пор молчавшие, вдруг заголосили, глядя на пожары. Как бы вторя им, послышались такие же плачи на других концах улицы. Алпатыч с кучером трясущимися руками расправлял запутавшиеся вожжи и постромки лошадей под навесом.
