Лазерные кристаллы и их компоненты являются основными базовыми материалами для оптоэлектронной промышленности. Они также являются ключевым компонентом твердотельных лазеров, генерирующих лазерное излучение. Благодаря таким преимуществам, как хорошая оптическая однородность, хорошие механические свойства, высокая физическая и химическая стабильность и хорошая теплопроводность, лазерные кристаллы по-прежнему являются популярными материалами для твердотельных лазеров. Поэтому они широко используются в промышленности, медицине, научных исследованиях, связи и военном деле. Например, для лазерной дальнометрии, лазерного целеуказания, лазерного обнаружения, лазерной маркировки, лазерной резки (включая резку, сверление, сварку и гравировку и т. д.), лазерной терапии в медицине, лазерной косметологии и т. д.
Лазерное излучение подразумевает использование большинства частиц рабочего вещества в возбуждённом состоянии и использование внешнего светового воздействия для одновременного завершения стимулированного излучения всеми частицами в возбуждённом состоянии, создавая мощный пучок. Лазеры обладают очень хорошей направленностью, монохроматичностью и когерентностью, и благодаря этим характеристикам они широко используются во всех сферах жизни общества.
Лазерный кристалл состоит из двух частей: одна представляет собой активированный ион, выступающий в роли «центра люминесценции», а другая – кристалл-хозяин, выступающий в роли «носителя» активированного иона. Среди кристаллов-хозяев наиболее важными являются оксидные кристаллы. Эти кристаллы обладают уникальными преимуществами, такими как высокая температура плавления, высокая твёрдость и хорошая теплопроводность. Среди них широко используются рубин и YAG, поскольку дефекты их кристаллической решетки способны поглощать видимый свет в определённом спектральном диапазоне, проявляя определённый цвет, что позволяет реализовать перестраиваемую лазерную генерацию.
Помимо традиционных кристаллических лазеров, лазерные кристаллы развиваются в двух направлениях: сверхбольшие и сверхмалые. Сверхбольшие кристаллические лазеры используются в основном в лазерном термоядерном синтезе, лазерном разделении изотопов, лазерной резке и других отраслях. Сверхмалые кристаллические лазеры относятся, главным образом, к полупроводниковым лазерам. Они обладают такими преимуществами, как высокая эффективность накачки, малая тепловая нагрузка на кристалл, стабильная выходная мощность, длительный срок службы и малые габариты лазера, что открывает огромные перспективы для развития в конкретных приложениях.
Время публикации: 07 декабря 2022 г.