Was ist ein CW-DPSS-Laser? Definitionsaufschlüsselung

Kontinuierliche Welle (CW):Dies bezieht sich auf den Betriebsmodus des Lasers. Im CW-Modus sendet der Laser einen gleichmäßigen, konstanten Lichtstrahl aus, im Gegensatz zu gepulsten Lasern, die Licht in Stößen aussenden. CW-Laser werden verwendet, wenn eine kontinuierliche, gleichmäßige Lichtleistung erforderlich ist, beispielsweise beim Schneiden, Schweißen oder Gravieren.

Diodenpumpen:Bei diodengepumpten Lasern wird die Energie zur Anregung des Lasermediums von Halbleiterlaserdioden geliefert. Diese Dioden emittieren Licht, das vom Lasermedium absorbiert wird, wodurch die darin enthaltenen Atome angeregt werden und es ihnen ermöglicht, kohärentes Licht auszusenden. Das Diodenpumpen ist im Vergleich zu älteren Pumpmethoden wie Blitzlampen effizienter und zuverlässiger und ermöglicht kompaktere und langlebigere Laserdesigns.

Festkörperlaser:Der Begriff „Festkörper“ bezieht sich auf die Art des im Laser verwendeten Verstärkungsmediums. Im Gegensatz zu Gas- oder Flüssigkeitslasern verwenden Festkörperlaser ein festes Material als Medium. Bei diesem Medium handelt es sich typischerweise um einen Kristall wie Nd:YAG (Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat) oder Rubin, dotiert mit Seltenerdelementen, die die Erzeugung von Laserlicht ermöglichen. Der dotierte Kristall verstärkt das Licht, um den Laserstrahl zu erzeugen.

Wellenlängen und Anwendungen:DPSS-Laser können abhängig von der Art des im Kristall verwendeten Dotierungsmaterials und dem Design des Lasers bei verschiedenen Wellenlängen emittieren. Beispielsweise verwendet eine übliche DPSS-Laserkonfiguration Nd:YAG als Verstärkungsmedium, um einen Laser bei 1064 nm im Infrarotspektrum zu erzeugen. Dieser Lasertyp wird in industriellen Anwendungen häufig zum Schneiden, Schweißen und Markieren verschiedener Materialien eingesetzt.

Vorteile:DPSS-Laser sind für ihre hohe Strahlqualität, Effizienz und Zuverlässigkeit bekannt. Sie sind energieeffizienter als herkömmliche, mit Blitzlampen gepumpte Festkörperlaser und bieten aufgrund der Haltbarkeit von Diodenlasern eine längere Betriebslebensdauer. Sie sind außerdem in der Lage, sehr stabile und präzise Laserstrahlen zu erzeugen, was für detaillierte und hochpräzise Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist.

→ Weiterlesen:Was ist Laserpumpen?

Hauptanwendungen von CW-diodengepumpten Festkörperlasern:

1.Laser-Diamantschneiden:

Der G2-A-Laser nutzt eine typische Konfiguration zur Frequenzverdopplung: Ein Infrarot-Eingangsstrahl bei 1064 nm wird beim Durchgang durch einen nichtlinearen Kristall in eine grüne 532-nm-Welle umgewandelt. Dieser als Frequenzverdopplung oder Second Harmonic Generation (SHG) bekannte Prozess ist eine weit verbreitete Methode zur Erzeugung von Licht bei kürzeren Wellenlängen.

Durch die Verdoppelung der Frequenz der Lichtausgabe eines Neodym- oder Ytterbium-basierten 1064-nm-Lasers kann unser G2-A-Laser grünes Licht bei 532 nm erzeugen. Diese Technik ist für die Herstellung grüner Laser unerlässlich, die häufig in Anwendungen eingesetzt werden, die von Laserpointern bis hin zu anspruchsvollen wissenschaftlichen und industriellen Instrumenten reichen, und auch im Bereich des Laserdiamantschneidens beliebt sind.

2. Materialverarbeitung:

 Diese Laser werden häufig in Materialbearbeitungsanwendungen wie Schneiden, Schweißen und Bohren von Metallen und anderen Materialien eingesetzt. Ihre hohe Präzision macht sie ideal für komplizierte Designs und Schnitte, insbesondere in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Elektronikindustrie.

3. Medizinische Anwendungen:

Im medizinischen Bereich werden CW-DPSS-Laser für Operationen eingesetzt, die eine hohe Präzision erfordern, wie z. B. Augenoperationen (wie LASIK zur Sehkorrektur) und verschiedene zahnärztliche Eingriffe. Ihre Fähigkeit, gezielt auf Gewebe zu zielen, macht sie für minimalinvasive Operationen wertvoll.

4. Wissenschaftliche Forschung:

Diese Laser werden in einer Reihe wissenschaftlicher Anwendungen eingesetzt, darunter Spektroskopie, Partikelbild-Velocimetrie (verwendet in der Fluiddynamik) und Laser-Scanning-Mikroskopie. Ihre stabile Ausgabe ist für genaue Messungen und Beobachtungen in der Forschung unerlässlich.

5. Telekommunikation:

Im Bereich der Telekommunikation werden DPSS-Laser in faseroptischen Kommunikationssystemen eingesetzt, da sie einen stabilen und gleichmäßigen Strahl erzeugen können, der für die Datenübertragung über große Entfernungen über Glasfasern erforderlich ist.

6. Lasergravur und -markierung:

Aufgrund ihrer Präzision und Effizienz eignen sich CW-DPSS-Laser zum Gravieren und Markieren einer Vielzahl von Materialien, darunter Metalle, Kunststoffe und Keramik. Sie werden häufig zur Barcode-Kennzeichnung, Seriennummerierung und Personalisierung von Artikeln verwendet.

7. Verteidigung und Sicherheit:

Diese Laser werden in der Verteidigung zur Zielbestimmung, Entfernungsmessung und Infrarotbeleuchtung eingesetzt. Ihre Zuverlässigkeit und Präzision sind in diesen anspruchsvollen Umgebungen von entscheidender Bedeutung.

8. Halbleiterfertigung:

In der Halbleiterindustrie werden CW-DPSS-Laser für Aufgaben wie Lithographie, Tempern und die Inspektion von Halbleiterwafern eingesetzt. Für die Erzeugung mikroskaliger Strukturen auf Halbleiterchips ist die Präzision des Lasers entscheidend.

9. Unterhaltung und Präsentation:

Sie werden auch in der Unterhaltungsindustrie für Lichtshows und Projektionen eingesetzt, wo ihre Fähigkeit, helle und konzentrierte Lichtstrahlen zu erzeugen, von Vorteil ist.

10. Biotechnologie:

In der Biotechnologie werden diese Laser in Anwendungen wie der DNA-Sequenzierung und Zellsortierung eingesetzt, bei denen ihre Präzision und kontrollierte Energieabgabe entscheidend sind.

11. Metrologie:

Für Präzisionsmessungen und -ausrichtungen im Maschinenbau und Bauwesen bieten CW-DPSS-Laser die Genauigkeit, die für Aufgaben wie Nivellierung, Ausrichtung und Profilierung erforderlich ist.