Список типов лазеров - List of laser types
Огромный кусок стекла, легированного неодимом для лазера, обработанного методом «непрерывного расплава» для использования в Национальном центре зажигания .
Это список типов лазеров , их рабочих длин волн и областей применения . Известны тысячи видов лазеров , но большинство из них используются только для специализированных исследований.
Обзор
Длины волн имеющихся в продаже лазеров. Типы лазеров с четкими лазерными линиями показаны над полосой длин волн, а ниже показаны лазеры, которые могут излучать в диапазоне длин волн. Высота линий и полос указывает на максимальную мощность / энергию импульса, доступную на рынке, в то время как цвет обозначает тип лазерного материала (подробности см. В описании рисунка). Большая часть данных взята из книги Вебера « Справочник по длинам волн лазеров» , с более новыми данными, в частности, для полупроводниковых лазеров.
Газовые лазеры
| Усиление лазера среднее и тип | Рабочая длина волны (а) | Источник насоса | Приложения и заметки |
|---|---|---|---|
| Гелий-неоновый лазер | 632,8 нм (543,5 нм, 593,9 нм, 611,8 нм, 1,1523 мкм, 1,52 мкм , 3,3913 мкм) | Электрический разряд | Интерферометрия , голография , спектроскопия , сканирование штрих-кода , юстировка, оптические демонстрации. |
| Аргоновый лазер | 454,6 нм, 488,0 нм, 514,5 нм (351 нм, 363,8, 457,9 нм, 465,8 нм, 476,5 нм, 472,7 нм, 528,7 нм, также частота удвоена для получения 244 нм, 257 нм) | Электрический разряд | Сетчатки фототерапии (для диабета ), литографии , конфокальной микроскопии , спектроскопии накачка других лазеров. |
| Криптоновый лазер | 416 нм, 530,9 нм, 568,2 нм, 647,1 нм, 676,4 нм, 752,5 нм, 799,3 нм | Электрический разряд | Научные исследования, смешанные с аргоном для создания лазеров «белого света», световые шоу. |
| Ксеноновый ионный лазер | Множество линий видимого спектра, переходящих в УФ и ИК | Электрический разряд | Научное исследование. |
| Азотный лазер | 337,1 нм | Электрический разряд | Накачка лазеров на красителях, измерение загрязнения воздуха, научные исследования. Азотные лазеры могут работать со сверхизлучением (без резонатора). Любительское лазерное строительство. См. TEA-лазер . |
| Углекислый лазер | 10,6 мкм, (9,4 мкм) | Поперечный (мощный) или продольный (маломощный) электрический разряд | Обработка материалов ( лазерная резка , лазерная сварка и т. Д.), Хирургия , стоматологический лазер , военные лазеры . |
| Лазер на угарном газе | От 2,6 до 4 мкм, от 4,8 до 8,3 мкм | Электрический разряд | Обработка материалов ( гравировка , сварка и др.), Фотоакустическая спектроскопия . |
| Эксимерный лазер | 157 нм (F 2 ), 193,3 нм (ArF), 248 нм (KrF), 308 нм (XeCl), 351 нм (XeF) | Рекомбинация эксимеров с помощью электрического разряда | Ультрафиолетовая литография для производства полупроводников , лазерная хирургия , LASIK , научные исследования. |
Химические лазеры
Используется как оружие направленной энергии .
| Усиление лазера среднее и тип | Рабочая длина волны (а) | Источник насоса | Приложения и заметки |
|---|---|---|---|
| Лазер на фтористом водороде | От 2,7 до 2,9 мкм для фтороводорода ( коэффициент пропускания атмосферы <80% ) | Химическая реакция в горящей струе этилена и трифторида азота (NF 3 ) | Используемое в исследованиях лазерное оружие, работающее в непрерывном режиме, может иметь мощность в мегаваттном диапазоне. |
| Лазер на фториде дейтерия | ~ 3800 нм (от 3,6 до 4,2 мкм) ( коэффициент пропускания ~ 90% атм. ) | химическая реакция | Военные прототипы лазеров США . |
| COIL ( химический кислород - йод лазер) | 1,315 мкм (<70% пропускания атмосферы ) | Химическая реакция в струе синглетного дельта-кислорода и йода | Военные лазеры , научные и материаловедческие исследования. Может работать в непрерывном режиме с мощностью в мегаваттном диапазоне. |
| Agil (полностью газофазный йодный лазер ) | 1,315 мкм (<70% пропускания атмосферы ) | Химическая реакция атомов хлора с газообразной азотной кислотой , в результате которой возникают возбужденные молекулы хлорида азота , которые затем передают свою энергию атомам йода. | Научное, оружейное, авиакосмическое. |
Лазеры на красителях
| Усиление лазера среднее и тип | Рабочая длина волны (а) | Источник насоса | Приложения и заметки |
|---|---|---|---|
| Лазеры на красителях | 390-435 нм ( стильбен ), 460-515 нм ( кумарин 102), 570-640 нм ( родамин 6G), многие другие | Другой лазер, фонарик | Исследования, лазерная медицина , спектроскопия , удаление родинок , разделение изотопов . Диапазон настройки лазера зависит от того, какой краситель используется. |
Лазеры на парах металлов
| Усиление лазера среднее и тип | Рабочая длина волны (а) | Источник насоса | Приложения и заметки |
|---|---|---|---|
| Гелий - кадмиевый (He - Cd) металл-лазер на парах | 325 нм, 441,563 нм | Электрический разряд в парах металла, смешанных с буферным газом гелием . | Приложения для печати и набора, исследование возбуждения флуоресценции (например, при печати бумажных денег в США), научные исследования. |
| Гелий - ртуть (HeHg) металл-лазер на парах | 567 нм, 615 нм | (Редко) Научные исследования, любительское лазерное строительство. | |
| Гелий - селен (HESE) металл-лазер на парах | до 24 длин волн между красным и УФ | (Редко) Научные исследования, любительское лазерное строительство. | |
| Гелий - серебро (HEAG) металл-лазер на парах | 224,3 нм | Научное исследование | |
| Лазер на парах стронция | 430,5 нм | Научное исследование | |
| Неон - медь (NECU) металл-лазер на парах | 248,6 нм | Электрический разряд в парах металла, смешанных с неоновым буферным газом. | Научные исследования: Рамановская и флуоресцентная спектроскопия. |
| Лазер на парах меди | 510,6 нм, 578,2 нм | Электрический разряд | Дерматологические применения, высокоскоростная фотография, помпа для лазеров на красителях. |
| Лазер на парах золота | 627 нм | (Редко) Использование в дерматологии, фотодинамическая терапия . | |
| Лазер на парах марганца (Mn / MnCl 2 ) | 534,1 нм | Импульсный электрический разряд |
Твердотельные лазеры
| Усиление лазера среднее и тип | Рабочая длина волны (а) | Источник насоса | Приложения и заметки |
|---|---|---|---|
| Рубиновый лазер | 694,3 нм | Фонарик | Голография , удаление татуировок . Первый лазер, изобретенный Теодором Майманом в мае 1960 года. |
| Nd: YAG лазер | 1,064 мкм, (1,32 мкм) | Фонарь, лазерный диод | Обработка материалов, дальномер , лазерное целеуказание, хирургия, удаление татуировок, удаление волос, исследования, накачка других лазеров (в сочетании с удвоением частоты для получения зеленого луча 532 нм). Один из самых распространенных мощных лазеров. Обычно импульсный (с точностью до долей наносекунды ) стоматологический лазер |
| Nd: Cr: YAG лазер | 1,064 мкм, (1,32 мкм) | солнечная радиация | Экспериментальное производство нанопорошков. |
| Er: YAG лазер | 2,94 мкм | Фонарь, лазерный диод | Удаление зубного камня, стоматологический лазер , шлифовка кожи |
| Неодимовый твердотельный лазер YLF ( Nd: YLF ) | 1.047 и 1.053 мкм | Фонарь, лазерный диод | В основном используется для импульсной накачки некоторых типов импульсных Ti: сапфировых лазеров в сочетании с удвоением частоты . |
| Неодима -легированного ванадат иттрий ( Nd: YVO 4 ) лазер | 1.064 мкм | лазерный диод | В основном используется для непрерывной накачки Ti: сапфировых лазеров или лазеров на красителях с синхронизацией мод в сочетании с удвоением частоты . Также используется импульсный для маркировки и микрообработки. Удвоение частоты nd: лазер YVO 4 также является обычным способом изготовления зеленой лазерной указки . |
| Оксоборат иттрия-кальция, допированный неодимом Nd : Y Ca 4 O ( B O 3 ) 3 или просто Nd: YCOB | ~ 1.060 мкм (~ 530 нм на второй гармонике) | лазерный диод | Nd: YCOB - это так называемый лазерный материал с «самовоспроизведением частоты» или SFD, который способен генерировать генерацию и имеет нелинейные характеристики, подходящие для генерации второй гармоники . Такие материалы могут упростить конструкцию зеленых лазеров высокой яркости. |
| Лазер на неодимовом стекле (Nd: Glass) | ~ 1,062 мкм ( силикатные стекла ), ~ 1,054 мкм ( фосфатные стекла ) | Фонарь, лазерный диод | Используется в сверхмощных ( тераваттных ) и высокоэнергетических ( мегаджоули ) многолучевых системах для термоядерного синтеза с инерционным удержанием . Nd: Стеклянные лазеры обычно увеличивают частоту в три раза до третьей гармоники на длине волны 351 нм в лазерных термоядерных устройствах. |
| Титановый сапфировый ( Ti: сапфировый ) лазер | 650-1100 нм | Другой лазер | Спектроскопия, лидар , исследования. Этот материал часто используется в инфракрасных лазерах с высокой степенью перестройки с синхронизацией мод для генерации ультракоротких импульсов и в лазерах-усилителях для генерации ультракоротких и сверхинтенсивных импульсов. |
| Тулиевый YAG (Tm: YAG) лазер | 2,0 мкм | Лазерный диод | ЛИДАР . |
| Иттербиевый YAG (Yb: YAG) лазер | 1.03 мкм | Лазерный диод, фонарик | Лазерное охлаждение , обработка материалов, исследование УКИ, многофотонная микроскопия, ЛИДАР . |
| Иттербиевый : 2 O 3 (стекло или керамика) лазер | 1.03 мкм | Лазерный диод | Исследование ультракоротких импульсов, |
| Иттербий -легированный лазер на стекле (стержень, пластина / чип, и волокна) | 1. мкм | Лазерный диод. | Оптоволоконная версия способна производить непрерывную мощность в несколько киловатт, имея оптическую эффективность ~ 70-80% и электрическую оптическую эффективность ~ 25%. Обработка материалов: резка, сварка, маркировка; нелинейная волоконная оптика: широкополосные источники на основе волоконной нелинейности, накачка для волоконных рамановских лазеров ; распределенный рамановский усилительный насос для телекоммуникаций . |
| Гольмиевый YAG (Ho: YAG) лазер | 2,1 мкм | Фонарь, лазерный диод | Абляция тканей, удаление камней в почках , стоматология . |
| Хром ZnSe (Cr: ZnSe) лазер | 2,2 - 2,8 мкм | Другой лазер (волокно Tm) | Лазерный радар MWIR, противодействие ракетам с тепловым наведением и т. Д. |
| Церий -легированной лития стронций (или кальций ) алюминий фтористый (С: LiSAF, С: LiCAF) | ~ 280 до 316 нм | Счетверенное увеличение частоты Nd: YAG-лазера с накачкой, накачкой эксимерного лазера, накачки лазера на парах меди . | Дистанционное зондирование атмосферы, лидары , оптические исследования. |
| Твердотельный лазер на фосфатном стекле, легированном прометием-147 ( 147 Pm +3 : Glass) | 933 нм, 1098 нм | ?? | Лазерный материал радиоактивен. После того, как продемонстрировано в использовании в ЛЛНЛЕ в 1987 году, при комнатной температуре 4 уровня лазерной генерации в 147 мкм , легированной в свинцово - индии - фосфат стекла Эталона . |
| Хром -легированного хризоберилл ( александрит ) лазер | Обычно настраивается в диапазоне от 700 до 820 нм. | Фонарь, лазерный диод, ртутная дуга (для работы в непрерывном режиме) | Дерматологические применения, лидары , лазерная обработка. |
| Эрбия легированных ионами и эрбия - иттербия codoped стеклянные лазеры | 1,53-1,56 мкм | Лазерный диод | Они изготавливаются в форме стержня, пластины / чипа и оптического волокна. Волокна, легированные эрбием, обычно используются в качестве оптических усилителей в телекоммуникациях . |
| Трехвалентного уран -легированного фторид кальция (U: CaF 2 ) твердотельный лазер | 2,5 мкм | Фонарик | Первый четырехуровневый твердотельный лазер (ноябрь 1960 г.), разработанный Питером Сорокиным и Миреком Стивенсоном в исследовательских лабораториях IBM , второй лазер, изобретенный в целом (после рубинового лазера Маймана), охлаждаемый жидким гелием , сегодня не используется. [1] |
| Двухвалентных самария -легированного фторид кальция (Sm: CaF 2 ) лазер | 708,5 нм | Фонарик | Также был изобретен Питером Сорокиным и Миреком Стивенсоном в исследовательских лабораториях IBM в начале 1961 года. Охлажденный жидким гелием , сегодня не используется. [2] |
| F-центр лазер | 2,3-3,3 мкм | Ионный лазер | Спектроскопия |
Полупроводниковые лазеры
| Усиление лазера среднее и тип | Рабочая длина волны (а) | Источник насоса | Приложения и заметки |
|---|---|---|---|
| Полупроводниковый лазерный диод (общая информация) | 0,4-20 мкм, в зависимости от материала активной области. | Электрический ток | Телекоммуникации , голография , печать , оружие, механическая обработка, сварка, источники накачки для других лазеров, фары дальнего света для автомобилей . |
| GaN | 0,4 мкм | Оптические диски . 405 нм используется при чтении / записи дисков Blu-ray . | |
| InGaN | 0,4 - 0,5 мкм | Домашний проектор , основной источник света для некоторых недавних небольших проекторов | |
| AlGaInP , AlGaAs | 0,63-0,9 мкм | Оптические диски , лазерные указки , передача данных. Компакт-диск с длиной волны 780 нм , DVD- плеер с длиной волны 650 нм и лазерный DVD- плеер с длиной волны 635 нм для Authoring Recorder - самые распространенные типы лазеров в мире. Накачка твердотельных лазеров, мехобработка, медицина. | |
| InGaAsP | 1,0-2,1 мкм | Телекоммуникации , накачка твердотельных лазеров, мехобработка, медицина .. | |
| свинцовая соль | 3-20 мкм | ||
| Лазер с поверхностным излучением с вертикальным резонатором (VCSEL) | 850–1500 нм, в зависимости от материала | Телекоммуникации | |
| Квантовый каскадный лазер | Средне- инфракрасного до дальнего инфракрасного. | Исследования. Будущие приложения могут включать радар для предотвращения столкновений, управление производственными процессами и медицинскую диагностику, такую как анализаторы дыхания. | |
| Гибридный кремниевый лазер | Средний инфракрасный | Недорогие кремниевые интегрированные оптические средства связи |
Другие типы лазеров
| Усиление лазера среднее и тип | Рабочая длина волны (а) | Источник насоса | Приложения и заметки |
|---|---|---|---|
| Лазер на свободных электронах | Широкий диапазон длин волн (от 0,1 нм до нескольких мм); одиночный лазер на свободных электронах можно настраивать в диапазоне длин волн | Релятивистский электронный пучок | Атмосферные исследования, материаловедение , медицинские приложения. |
| Газодинамический лазер | Несколько линий около 10,5 мкм; возможны другие частоты с другими газовыми смесями | Инверсия населенности спинового состояния в молекулах углекислого газа, вызванная сверхзвуковым адиабатическим расширением смеси азота и углекислого газа | Военное применение; может работать в режиме CW при оптической мощности в несколько мегаватт. Обрабатывающая и тяжелая промышленность. |
| « Никель -как» самарий лазер | Рентгеновские лучи на длине волны 7,3 нм | Генерация в сверхгорячей самариевой плазме, образованной двойными импульсами тераваттной мощности излучения. | Рентгеновский лазер с длиной волны менее 10 нм, возможные применения в микроскопии высокого разрешения и голографии . |
| Рамановский лазер , использует неупругое вынужденное комбинационное рассеяние света в нелинейной среде, в основном в волокне, для усиления. | 1-2 мкм для волоконной версии | Другой лазер, в основном , Yb -стекла волоконных лазеров | Полное покрытие длины волны 1-2 мкм; распределенное усиление оптического сигнала для телекоммуникаций ; генерация и усиление оптических солитонов |
| Лазер с ядерной накачкой | См газовые лазеры , мягкий рентген | Ядерное деление : реактор , ядерная бомба | Исследования, оружейная программа. |
| Гамма-лазер | Гамма излучение | Неизвестный | Гипотетический |
| Гравитационный лазер | Очень длинные гравитационные волны | Неизвестный | Гипотетический |
Смотрите также
Примечания
Дальнейшие ссылки
- Сильфваст, Уильям Т. Основы лазера , Cambridge University Press, 2004. ISBN 0-521-83345-0
- Вебер, Марвин Дж. Справочник по длинам волн лазера , CRC Press, 1999. ISBN 0-8493-3508-6