Список типов лазеров
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2007 г. ) |
Это список типов лазеров , их рабочих длин волн и областей применения . Известны тысячи разновидностей лазеров , но большинство из них используются только для специализированных исследований.
Обзор
[ редактировать ]
Газовые лазеры
[ редактировать ]| Среда и тип усиления лазера | Рабочая длина волны | Источник насоса | Приложения и примечания |
|---|---|---|---|
| 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-кодов , выравнивание, 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 увеличена вдвое , чтобы обеспечить 244 нм, 227 нм) | Электрический разряд | сетчатки Фототерапия (при диабете ), литография , конфокальная микроскопия , спектроскопия накачки другими лазерами. |
| 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, смешивание аргона с целью создания лазеров «белого света», световые шоу. |
| Ксеноново-ионный лазер | Множество линий во всем видимом спектре, простирающихся в УФ и ИК. | Электрический разряд | Научные исследования. |
| Азотный лазер | 337,1 нм | Электрический разряд | Накачка лазеров на красителях, измерение загрязнения воздуха, научные исследования. Азотные лазеры могут работать в режиме сверхизлучения (без полости резонатора). Любительское лазерное строительство. См. ЧАЙНЫЙ лазер . |
| Углекислотный лазер | 10,6 мкм, (9,4 мкм) | Поперечный (большой мощности) или продольный (малой мощности) 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 т.д.), фотоакустическая спектроскопия . |
| Эксимерный лазер | 157 нм (F 2 ), 193,3 нм (ArF), 248 нм (KrF), 308 нм (XeCl), 351 нм (XeF) | Рекомбинация эксимеров посредством электрического разряда | Ультрафиолетовая литография для производства полупроводников , лазерная хирургия , ЛАСИК , научные исследования. |
Химические лазеры
[ редактировать ]Используется как оружие направленной энергии .
| Среда и тип усиления лазера | Рабочая длина волны | Источник насоса | Приложения и примечания |
|---|---|---|---|
| Фтороводородный лазер | От 2,7 до 2,9 мкм для фтористого водорода <80% ( коэффициент пропускания атмосферы ) | 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% при атмосферном давлении ) | химическая реакция | Прототипы военных лазеров США . |
| COIL ( химический кислородно - йодный лазер) | 1,315 мкм ( коэффициент пропускания атмосферы <70% ) | Химическая реакция в струе синглетного дельта-кислорода и йода | Военные лазеры , научные исследования и исследования материалов. Может работать в режиме непрерывного излучения с мощностью в диапазоне мегаватт. |
| Agil ( полностью газофазный йодный лазер ) | 1,315 мкм ( коэффициент пропускания атмосферы <70% ) | Химическая реакция атомов хлора с газообразной азотистоводородной кислотой , в результате которой возбуждаются молекулы хлорида азота , которые затем передают свою энергию атомам йода. | Научная, оружейная, аэрокосмическая. |
Лазеры на красителях
[ редактировать ]| Среда и тип усиления лазера | Рабочая длина волны | Источник насоса | Приложения и примечания |
|---|---|---|---|
| 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 , [2] спектроскопия , удаление родимых пятен , разделение изотопов . Диапазон настройки лазера зависит от того, какой краситель используется. |
Лазеры на парах металлов
[ редактировать ]| Среда и тип усиления лазера | Рабочая длина волны | Источник насоса | Приложения и примечания |
|---|---|---|---|
| Гелий - кадмиевый (HeCd) лазер на парах металлов | 325 нм, 441,563 нм | Электрический разряд в парах металла в смеси с гелием буферным газом . | Приложения для печати и набора текста, исследование возбуждения флуоресценции (например, при печати бумажных денег в США), научные исследования. |
| Гелий - ртутный (HeHg) лазер на парах металлов | 567 нм, 615 нм | (Редко) Научные исследования, любительское лазерное строительство. | |
| Гелий - селеновый (HeSe) лазер на парах металлов | до 24 длин волн между красным и УФ | (Редко) Научные исследования, любительское лазерное строительство. | |
| Гелий - серебряный (HeAg) лазер на парах металлов [3] | 224,3 нм | Научные исследования | |
| Лазер на парах стронция | 430,5 нм | Научные исследования | |
| Неоново - медный (NeCu) лазер на парах металлов [3] | 248,6 нм | Электрический разряд в парах металла в смеси с неоном буферным газом . | Научные исследования: Рамановская и флуоресцентная спектроскопия. [4] [5] |
| Лазер на парах меди | 510,6 нм, 578,2 нм | Электрический разряд | Использование в дерматологии, высокоскоростная фотография, накачка для лазеров на красителях. |
| золота Лазер на парах | 627 нм | (Редко) Использование в дерматологии, фотодинамическая терапия . [6] | |
| Лазер на парах марганца (Mn/ MnCl 2 ) | 534,1 нм | Импульсный электрический разряд | [ нужна ссылка ] |
Твердотельные лазеры
[ редактировать ]| Среда и тип усиления лазера | Рабочая длина волны | Источник насоса | Приложения и примечания |
|---|---|---|---|
| Рубиновый лазер | 694,3 нм | фонарик | Голография , удаление татуировок . Первый лазер, изобретенный Теодором Мейманом в мае 1960 года. |
| Nd:YAG лазер | 1,064 мкм, (1,32 мкм) | Фонарик, лазерный диод | Обработка материалов, дальномерность , лазерное целеуказание, хирургия, удаление татуировок , эпиляция, исследования, накачка другими лазерами (в сочетании с удвоением частоты для получения зеленого луча 532 нм). Один из самых распространенных мощных лазеров. Обычно импульсный (до долей наносекунды ) стоматологический лазер . |
| Nd:YAP-лазер (иттрий-алюминиевый перовскит) | 1,0646 мкм [7] | Фонарик, лазерный диод | Хирургия, удаление татуировок , эпиляция, исследования, накачка другими лазерами (в сочетании с удвоением частоты для получения зеленого луча 532 нм) |
| Nd:Cr:YAG лазер | 1,064 мкм, (1,32 мкм) | солнечное излучение | Экспериментальное получение нанопорошков. [8] |
| Er:YAG лазер | 2,94 мкм | Фонарик, лазерный диод | Удаление зубного камня, стоматологический лазер , шлифовка кожи |
| Неодимовый YLF ( Nd:YLF твердотельный лазер ) | 1,047 и 1,053 мкм | Фонарик, лазерный диод | В основном используется для импульсной накачки некоторых типов импульсных Ti:сапфировых лазеров в сочетании с удвоением частоты . |
| неодимом , легированный на ортованадате иттрия ( 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 режим для маркировки и микрообработки. с удвоенной частотой Лазер nd:YVO 4 также является обычным способом изготовления зеленой лазерной указки . |
| Оксоборат иттрия-кальция, легированный 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 «самоудвоением частоты», или SFD-лазер, который способен одновременно 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 ) | Фонарик, лазерный диод | Используется в чрезвычайно мощных ( тераваттных масштабах) и высокоэнергетических ( мегаджоулях ) многолучевых системах для термоядерного синтеза с инерционным удержанием . лазеров на неодимовом стекле обычно Частота утрояется до третьей гармоники при длине волны 351 нм в устройствах лазерного синтеза. |
| Титан -сапфировый ( Ti:сапфировый ) лазер | 650-1100 нм | Другой лазер | Спектроскопия, ЛИДАР , исследования. Этот материал часто используется в хорошо с синхронизацией мод перестраиваемых инфракрасных лазерах для создания ультракоротких импульсов и в лазерах-усилителях для создания 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 ультракороткими импульсами, многофотонная микроскопия, ЛИДАР . |
| Иттербий : 2 O 3 (стекло или керамика) лазер | 1,03 мкм | Лазерный диод | Исследование ультракоротких импульсов, [9] |
| Лазер на стекле, легированном иттербием (стержень, пластина/чип и волокно) | 1. мкм | Лазерный диод | Оптоволоконная версия способна выдавать непрерывную мощность в несколько киловатт, имея ~70-80% оптико-оптический и ~25% электро-оптический КПД. 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 | Фонарик, лазерный диод | Абляция тканей, камней из почек удаление , стоматология . |
| Хром -ZnSe (Cr:ZnSe) лазер | 2,2–2,8 мкм | Другой лазер (волокно Tm) | Лазерный радар MWIR, средства противодействия ракетам с тепловым наведением и т. д. |
| церием легированный , литий- стронций (или кальций ) алюминия, Фторид (Ce:LiSAF, Ce:LiCAF) | ~ от 280 до 316 нм | Учетверенная частота с накачкой Nd:YAG-лазера, эксимерного накачкой лазера, накачкой лазера на парах меди . | Дистанционное зондирование атмосферы, ЛИДАР , исследования оптики. |
| прометием-147 , легированное Фосфатное стекло ( 147 вечера +3 :Стекло) твердотельный лазер | 933 нм, 1098 нм | ?? | Лазерный материал радиоактивный. После демонстрации использования в LLNL в 1987 году генерация 4-го уровня при комнатной температуре в 147 Пм легирован в свинцово- индий -фосфатного стекла эталон . |
| хромом ), легированном на хризоберилле ( александрите Лазер | Обычно настраивается в диапазоне от 700 до 820 нм. | Лампа-вспышка, лазерный диод, ртутная дуга (для CW работы в режиме ) | Дерматологическое применение, LIDAR , лазерная обработка. |
| Лазеры на эрбий -иттербиевом и легированном эрбием стекле | 1,53–1,56 мкм | Фонарик, лазерный диод | Лазеры на эрбий-иттербиевом и легированном эрбием стекле изготавливаются в виде стержней, пластин/чипов и оптических волокон. Лазеры из Er:стекла обычно используются для определения дальности и шлифовки кожи. Волокна, легированные эрбием, обычно используются в качестве оптических усилителей в телекоммуникациях . |
| ураном ( легированном трехвалентным на фториде 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), с жидким гелиевым охлаждением, сегодня не используется. [1] |
| Лазер на двухвалентном самарием легированном фториде кальция, (Sm:CaF 2 ) | 708,5 нм | фонарик | Также изобретен Питером Сорокиным и Миреком Стивенсоном в IBM исследовательских лабораториях жидким гелием в начале 1961 года . Охлаждаемый , сегодня не используется. [2] |
| F-центра Лазер | 2,3-3,3 мкм | Ионный лазер | Спектроскопия |
| Полупроводниковый лазер с оптической накачкой | 920 нм-1,35 мкм | Лазерный диод | Проекция, науки о жизни, судебно-медицинская экспертиза, спектроскопия, хирургия глаза, лазерные световые шоу. Средой генерации является полупроводниковый чип. Удвоение или утроение частоты обычно делается для получения видимого или ультрафиолетового излучения. Возможны уровни мощности в несколько ватт. Качество луча может быть чрезвычайно высоким, часто конкурируя с качеством ионного лазера. |
Полупроводниковые лазеры
[ редактировать ]| Среда и тип усиления лазера | Рабочая длина волны | Источник насоса | Приложения и примечания |
|---|---|---|---|
| Полупроводниковый лазерный диод (общая информация) | 0,4-20 мкм, в зависимости от материала активной области. | Электрический ток | Телекоммуникации , голография , полиграфия , оружие, механическая обработка, сварка, источники накачки для других лазеров, фары дальнего света для автомобилей . [10] |
| ГаН | 0,4 мкм | Оптические диски . 405 нм используется при дисков Blu-ray чтении/записи . | |
| ИнГаН | 0,4–0,5 мкм | Домашний проектор , основной источник света для некоторых современных небольших проекторов. | |
| AlGaInP , AlGaAs | 0,63-0,9 мкм | Оптические диски , лазерные указки , передача данных. с длиной волны 780 нм Компактный диск , обычный DVD- с длиной волны 635 нм проигрыватель с длиной волны 650 нм и лазер для записывающего устройства DVD являются наиболее распространенными типами лазеров в мире. Твердотельный лазер накачки, механическая обработка, медицина. | |
| InGaAsP | 1,0-2,1 мкм | Телекоммуникации , твердотельная лазерная накачка, механическая обработка, медицина.. | |
| свинцовая соль | 3–20 мкм | ||
| Лазер поверхностного излучения с вертикальным резонатором (VCSEL) | 850–1500 нм, в зависимости от материала | Телекоммуникации | |
| Квантовый каскадный лазер | От среднего до дальнего инфракрасного диапазона. | Исследования. Будущие приложения могут включать радар для предотвращения столкновений, управление производственными процессами и медицинскую диагностику, например, анализаторы дыхания. | |
| Лазер на квантовых точках | широкий ассортимент. | Медицина ( лазерный скальпель , оптическая когерентная томография ), технологии отображения (проекция, лазерное телевидение ), спектроскопия и телекоммуникации. | |
| Лазер с квантовыми ямами | 0,4-20 мкм, в зависимости от материала активной области. | Телекоммуникации | |
| Гибридный кремниевый лазер | Средний инфракрасный диапазон | Недорогая кремниевая интегрированная оптическая связь |
Другие типы лазеров
[ редактировать ]| Среда и тип усиления лазера | Рабочая длина волны | Источник насоса | Приложения и примечания |
|---|---|---|---|
| Лазер на свободных электронах | Широкий диапазон длин волн (0,1 нм – несколько мм); одиночный ЛСЭ можно настраивать в диапазоне длин волн. | Релятивистский электронный пучок | атмосферы Исследования , материаловедение , медицинское применение. |
| CO₂ газодинамический лазер | Несколько линий около 10,5 мкм; другие частоты могут быть возможны с другими газовыми смесями | Инверсия населенностей спиновых состояний 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. Производство и тяжелая промышленность. |
| « Никель -подобный» самариевый лазер. [11] | Рентгеновские лучи с длиной волны 7,3 нм | Лазерная генерация в сверхгорячей самариевой плазме, образованной двойными импульсными флюенсами излучения тераваттного масштаба. | Рентгеновский лазер суб-10 нм, возможные применения в микроскопии высокого разрешения и голографии . |
| Рамановские лазеры используют неупругое вынужденное комбинационное рассеяние в нелинейных средах, в основном в волокне, для усиления. | 1–2 мкм для оптоволоконной версии | Другие лазеры, в основном на Yb -стекле. волоконные лазеры | Полный охват длины волны 1–2 мкм; распределенное оптическое усиление сигнала для телекоммуникаций ; оптических солитонов генерация и усиление |
| Лазер с ядерной накачкой | См. газовые лазеры , мягкий рентген. | Ядерное деление : реактор , ядерная бомба. | Исследования, программа вооружений. |
| Поляритонный лазер | Ближний инфракрасный диапазон | с оптической и электрической накачкой [12] | спиновые переключатели и терагерцовые лазеры [13] |
| Плазмонный лазер | Ближний инфракрасный и ультрафиолетовый диапазон | с оптической накачкой [14] | Наномасштабная литография , изготовление сверхбыстрых фотонных наносхем, биохимическое зондирование одиночных молекул и микроскопия. |
| Фононный лазер | микроволновая печь в дальний инфракрасный диапазон | с электрической накачкой | Исследование терагерцового ультразвука и оптоэлектроники |
| Гамма-лазер | Гамма-лучи | Неизвестный | Гипотетический |
См. также
[ редактировать ]- Лазерное строительство
- Список лазерных статей
- Мазер, создающий или усиливающий когерентный микроволновый луч
- Рентгеновский лазер, производящий когерентный рентгеновский или EUV- луч
- Атомный лазер, создающий когерентный пучок атомов
- Гравитационный лазер — гипотетическая концепция создания когерентных гравитационных волн.
Примечания
[ редактировать ]- ^ Вебер, Марвин Дж. (1999). Справочник по длинам волн лазеров . ЦРК Пресс . ISBN 978-0-8493-3508-2 .
- ^ Костела, А.; и др. (2009). «Медицинское применение лазеров на красителях». В Дуарте, FJ (ред.). Приложения настраиваемого лазера (2-е изд.). ЦРК Пресс .
- ^ Перейти обратно: а б Сторри-Ломбардия, MC; и др. (2001). «Ионные лазеры с полым катодом для рамановской спектроскопии в глубоком ультрафиолете и флуоресцентной визуализации». Обзор научных инструментов . 72 (12): 4452. Бибкод : 2001RScI...72.4452S . CiteSeerX 10.1.1.527.8836 . дои : 10.1063/1.1369627 .
- ^ Бигл, Л.; Бхартия, Р.; Уайт, М.; ДеФлорес, Л.; Эбби, В.; Ву, Йен-Хун; Кэмерон, Б.; Мур, Дж.; Фрис, М. (01 марта 2015 г.). «ШЕРЛОК: сканирование жилой среды с помощью комбинационного рассеяния света и люминесценции на наличие органических веществ и химикатов». Аэрокосмическая конференция IEEE 2015 . стр. 1–11. дои : 10.1109/AERO.2015.7119105 . ISBN 978-1-4799-5379-0 . S2CID 28838479 .
- ^ Овертон, Гейл (11 августа 2014 г.). «Лазер NeCu глубокого УФ-излучения Photon Systems для питания рамановского флуоресцентного прибора Mars 2020» . www.laserfocusworld.com . Проверено 17 марта 2020 г.
- ^ Гольдман, Л. (1990). «Лазеры на красителях в медицине». В Дуарте, Ф.Дж.; Хиллман, Л.В. (ред.). Принципы работы лазера на красителях . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-222700-4 .
- ^ Сульк, Ян; Елинкова, Елена; Ябчинский, Ян К.; Зендзиан, Вальдемар; Квятковский, Яцек; Нежежлеб, Карел; Шкода, Вацлав (27 апреля 2005 г.). «Сравнение треугольного лазера Nd: YAG и Nd: YAP с диодной накачкой» (PDF) . В Хоффмане, Ханна Дж; Шори, Рамеш К. (ред.). Твердотельные лазеры XIV: Технологии и устройства . Том. 5707. с. 325. дои : 10.1117/12.588233 . S2CID 121802212 . Проверено 16 февраля 2022 г.
- ^ Ш. Д. Пайзиева; С.А. Бахрамов; А.К. Касимов (2011). «Преобразование концентрированного солнечного света в лазерное излучение на малых параболических концентраторах». Журнал возобновляемой и устойчивой энергетики . 3 (5): 053102. дои : 10.1063/1.3643267 .
- ^ М. Токуракава; К. Такаичи; А. Сиракава; К. Уэда; Х. Яги; Т. Янагитани; А.А. Каминский (2007). «188 фс с диодной накачкой и синхронизацией мод Yb 3+ :Y 2 O 3 керамический лазер». Applied Physics Letters . 90 (7): 071101. Bibcode : 2007ApPhL..90g1101T . doi : 10.1063/1.2476385 .
- ^ BMW и Audi в этом году представят лазерные фары , Automotive News Europe, 7 января 2014 г., Дэвид Седжвик
- ^ Дж. Чжан*, А.Г. Макфи, Дж. Лин; и др. (16 мая 1997 г.). «Насыщенный рентгеновский лазерный луч длиной 7 нанометров» . Наука . 276 (5315): 1097–1100. дои : 10.1126/science.276.5315.1097 . Проверено 31 октября 2013 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Шнайдер, Кристиан; Рахими-Иман, Араш; Ким, На Ён; Фишер, Джулиан; Савенко Иван Георгиевич; Амтор, Матиас; Лермер, Матиас; Вольф, Адриана; Воршех, Лукас; Кулаковский Владимир Дмитриевич; Шелых, Иван А. (2013). «Поляритонный лазер с электрической накачкой» . Природа . 497 (7449): 348–352. Бибкод : 2013Natur.497..348S . дои : 10.1038/nature12036 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 23676752 . S2CID 126376454 .
- ^ «Зачем нам поляритонные лазеры?» . сайт шпиона . Проверено 11 июня 2022 г.
- ^ Кристанц, Герольд В.; Арнольд, Никита; Кильдышев Александр В.; Клар, Томас А. (19 сентября 2018 г.). «Баланс мощности и температура в спазерах и нанолазерах с оптической накачкой» . АСУ Фотоника . 5 (9): 3695–3703. doi : 10.1021/acsphotonics.8b00705 . ISSN 2330-4022 . ПМК 6156092 . ПМИД 30271813 .
Дальнейшие ссылки
[ редактировать ]- 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
