Laserunterschiedlicher Wellenlänge haben unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungen. Daher werden Laser in großem Umfang eingesetzt, unter anderem in der Medizin, der wissenschaftlichen Forschung, der industriellen Fertigung, der Kommunikation, dem Militär und anderen Bereichen. Im medizinischen Bereich können Rotlichtlaser beispielsweise bei medizinischen Mammographien eingesetzt werden; Im wissenschaftlichen Forschungsbereich können Laser verschiedener Wellenlängen zur Feinbearbeitung von Materialien eingesetzt werden. Im Allgemeinen werden die Eigenschaften und Anwendungen von Lasern unterschiedlicher Wellenlänge durch ihre Arbeitsprinzipien bestimmt. Daher ist es in praktischen Anwendungen erforderlich, den geeigneten Laser entsprechend den spezifischen Anforderungen auszuwählen.
Die Hauptklassifizierung von Lasern kann nach Arbeitsmedium, Ausgangsleistung, Arbeitsmodus und Pulsbreite unterschieden werden. Die gebräuchlichste Klassifizierung erfolgt jedoch nach Verstärkungsmedium, einschließlich Gaslasern, Flüssigkeitslasern (Farbstofflasern), Festkörperlasern und Halbleiterlasern.
Der Arbeitsstoff von Gaslasern ist Gas. Das repräsentativste Verfahren ist der Kohlendioxidlaser. Das Verstärkungsmedium ist Helium und CO2. Die Wellenlänge des erzeugten Lasers beträgt 10,6 um. Es wird hauptsächlich zum Schweißen nichtmetallischer Materialien (Stoff, Kunststoff, Holz usw.) auf Schneide- und Lithografiemaschinen verwendet.
Flüssigkeitslaser werden auch Farbstofflaser genannt. Ihre Arbeitsstoffe sind bestimmte organische Farbstofflösungen. Die Ausgangswellenlängen sind meist sichtbares Licht oder Licht im nahen Infrarot. Sie werden in der medizinischen, wissenschaftlichen Forschung und anderen Bereichen eingesetzt.
Das Arbeitsmaterial eines Festkörperlasers ist ein Lumineszenzzentrum, das aus Metallionen besteht, die stimulierte Strahlung erzeugen können und in eine Kristall- oder Glasmatrix eingemischt sind. Zu den gängigen Festkörperlasern gehören Rubinlaser, Nd:YAG-Laser usw.
Die Arbeitssubstanz von Halbleiterlasern sind Halbleitermaterialien wie Galliumarsenid, Indiumphosphid usw. Sie haben die Vorteile einer geringen Größe, eines geringen Gewichts und einer hohen Effizienz. Es wird häufig in der Kommunikation, bei Anzeigegeräten und in anderen Bereichen eingesetzt.
Zusammenfassung gängiger Laser und entsprechender Wellenlängen:
| Englische Abkürzung für Laser | Ausgangswellenlänge | Grundlegende Einführung |
| ArF-Laser (Argonfluorid-Laser) | 193 nm | Es bezieht sich auf das Laserlicht, das emittiert wird, wenn Moleküle, die aus einer Mischung aus Inertgas und Halogengas bestehen und durch Elektronenstrahlen angeregt werden, in ihren Grundzustand übergehen, normalerweise im ultravioletten Band. |
| KrF-Laser (Krypton-Fluorid-Laser) | 248 nm | |
| XeCl-Laser (Xenonchlorid-Excimer-Laser) | 308 nm | |
| XeF-Laser (Xenon-Fluorid-Excimer-Laser) | 351 nm | |
| HeCd-Laser (Helium-Cadmium-Laser) | 325 nm, 441,6 nm | Es handelt sich um einen Laser, dessen Arbeitsstoff Gas ist. Anders als Excimer-Laser sind Gaslaser Laser, die durch Übergänge atomarer Energieniveaus erzeugt werden. Zu den wichtigsten Anregungsmethoden gehören elektrische Anregung, optische Anregung, pneumatische Anregung usw. Gaslaser weisen im Allgemeinen eine sehr gute Strahlqualität und -kohärenz auf. |
| N2-Laser (Stickstofflaser, Stickstofflaser) | 337,1 nm, 427 nm | |
| Ar+ Laser (Argon-Ionen-Laser) | 488 nm, 514,5 nm, 351,1 nm, 363,8 nm | |
| HeNe-Laser (Helium-Neon-Laser) | 632,8 nm, 543,5 nm, 594,1 nm, 611,9 nm, 1153 nm, 1523 nm | |
| Cu-Laser (Kupferdampflaser) | 510,6 nm, 578,2 nm | |
| Kr+ Laser (Krypton-Ionenlaser) | 647,1 nm, 676,4 nm | |
| Nd:YAG-Laser (YAG-Laser mit vierfacher Frequenz) | 266 nm | Bei allen handelt es sich um Festkörperlaser auf Basis von Neodym-dotiertem Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG), dem am häufigsten auf dem Markt erhältlichen Laser. Seine doppelte Frequenz, dreifache Frequenz und vierfache Frequenz werden durch das 1064-nm-Band von Nd:YAG bestimmt. Der Frequenzverdopplungskristall (zweifacher Frequenzkristall LBO, dreifacher Frequenzkristall BBO, vierfacher Frequenzkristall CLBO) kommt von der Frequenzverdopplung |
| Nd:YAG-Laser (YAG-Laser mit dreifacher Frequenz) | 354,7 nm | |
| Nd:YAG-Laser (YAG-Laser-Doppelfrequenz) | 532 nm | |
| Nd:YAG-Laser (YAG-Laser) | 946 nm, 1064 nm, 1319 | |
| Rubinlaser | 694,3 nm | Der am frühesten erfundene Laser ist ebenfalls eine Art Festkörperlaser. Das Arbeitsmaterial ist Rubin (mit dreiwertigem Chrom dotiertes Aluminiumtrioxid). |
| Nd:Glass-Laser (Neodym-Glaslaser) | 1060 nm | Ein Festkörperlaser, der als Arbeitsmaterial mit Neodym-Ionen dotiertes Glas verwendet |
| Ho:YAG-Laser (Holmium-dotierter YAG-Laser, Holmiumlaser) | 2100 nm | Festkörperlaser mit Holmium-dotiertem Yttrium-Aluminium-Granat als Arbeitsmaterial |
| Er:YAG-Laser (Erbium-dotierter YAG-Laser) | 2940 nm | Festkörperlaser mit Erbium-dotiertem Yttrium-Aluminium-Granat als Arbeitsmaterial |
| Diodenlaser (Halbleiterlaser) | Mehrere diskrete Wellenlängen | Ein Halbleiterlaser ist ein Gerät, das ein bestimmtes Halbleitermaterial als Arbeitssubstanz zur Erzeugung von Laserlicht verwendet. Sein Arbeitsprinzip besteht im Allgemeinen darin, durch elektrische Anregung eine Nichtgleichgewichtsstromführung zwischen den Energiebändern von Halbleitermaterialien (Leitungsband und Valenzband) oder zwischen den Energiebändern von Halbleitermaterialien und den Energieniveaus von Verunreinigungen (Akzeptor oder Donor) zu erreichen. Wenn eine große Anzahl von Elektronen im Zustand der Teilchenzahlinversion mit Löchern rekombiniert, kommt es zu stimulierter Emission. |
| QCL-Laser (Quantenkaskadenlaser) | Mehrere diskrete Wellenlängen | Das Grundprinzip basiert auf Halbleiterlasern im Infrarotband, die DFB-QCL oder DBR-QCL sein können. |
| DFB-Laser (Distributed Feedback Laser) | Mehrere diskrete Wellenlängen | Ein Lasertyp, bei dem das Gitter im Inneren eines Halbleiterlasers angeordnet ist und die internen periodischen Strukturen des Gitters und des Lasers aufeinander abgestimmt sind, um eine Modenabschirmung durchzuführen. |
| DBR-Laser (verteilter Bragg-Reflexionslaser) | Mehrere diskrete Wellenlängen | Ähnlich wie bei DFB-Lasern ist die Gitterposition anders und das Gitter liegt außerhalb des aktiven Bereichs des Lasers |
| vcsel-Laser (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) | Mehrere diskrete Wellenlängen | Ein Laser basierend auf der Halbleiter-Laminierungstechnologie, der senkrecht zur Chipoberfläche emittiert. Anders als bei der bisherigen Halbleiter-Endflächenemissionstechnologie werden Strahlqualität und Spot deutlich besser sein. Es gibt eine Vielzahl diskreter Wellenlängen, im Allgemeinen im roten bis nahen Infrarotbereich. |
| SLED (Superlumineszierende Leuchtdioden) | Breitbandlaser mit mehreren diskreten Wellenlängen | Ein Breitbandlaser zwischen einem Halbleiterlaser und einer Halbleiterdiode. Die Bandbreite eines einzelnen Lasers kann etwa 40 nm erreichen. |
| Superkontinuumslaser | Mehrband-Breitbandlaser | Ein Breitband-Ausgangslaser, der auf einer 1064-Pulslaser-Pump-Photonenkristallfaser basiert. Es ist keine Abstimmung erforderlich. Gleichzeitig wird eine vollständige Spektrumsabdeckung vom ultravioletten bis zum nahen Infrarotbereich ausgegeben, der im Allgemeinen 400 nm-2400nm abdeckt. Breitspektrum-Ausgang, aber Single-Band-Leistung im Milliwatt-Bereich sehr gering |
| Farbstofflaser (Farbstofflaser) | Mehrere Wellenlängen, abstimmbar | Die Wellenlänge wird durch gepulstes Laserpumpen von Farbstoffsubstanzen verändert oder abgestimmt. Die Wellenlänge hängt von der Farbstoffsubstanz ab und umfasst Wellenlängen von Ultraviolett bis Infrarot. Stickstoffmolekül-Farbstofflaser sind weit verbreitet, Farbstofflaser werden heutzutage jedoch nur noch selten eingesetzt. |
| OPO (Optischer parametrischer Oszillator) | Mehrere Wellenlängen, abstimmbar | Ein sehr breitbandiger Laser, der auf dem optischen Mischeffekt basiert und das ultraviolette bis mittlere Infrarotband abdecken kann |
| Ti:Saphir-Laser (Titan-Saphir-Laser) | 650-1100nm einstellbar, 800 nm | Basierend auf Titansaphir (Aluminiumtrioxid dotiert mit dreiwertigem TI) als Arbeitsmaterial kann eine kontinuierliche Leistung, eine Impulsausgabe auf NS-Niveau und eine Impulsausgabe auf Sub-PS-Niveau erreicht werden, und die Ausgangswellenlänge ist von 650 nm bis 1100 nm einstellbar. |
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