المكونات الأساسية أالليزريمكن تقسيمها إلى ثلاثة أجزاء: مصدر المضخة (الذي يوفر الطاقة لتحقيق انعكاس السكان في وسط العمل)؛ وسط عمل (يحتوي على بنية مناسبة لمستوى الطاقة تتيح انعكاس المجموعة تحت تأثير المضخة، مما يسمح للإلكترونات بالانتقال من مستويات الطاقة العالية إلى المستوى الأدنى وإطلاق الطاقة في شكل فوتونات)؛ وتجويف الرنين.
تحدد خصائص وسط العمل الطول الموجي لضوء الليزر المنبعث.
الليزر السائد بطول موجة 808 نانومتر هو ليزر أشباه الموصلات. تحدد طاقة فجوة النطاق لأشباه الموصلات الطول الموجي لضوء الليزر المنبعث، مما يجعل 808 نانومتر طول موجة تشغيل شائع نسبيًا. يعد نوع 808 نانومتر من ليزر أشباه الموصلات أيضًا أحد أقدم أنواع الليزر وأكثرها بحثًا بشكل مكثف. تتكون منطقتها النشطة إما من مواد تحتوي على الألومنيوم (مثل InAlGaAs) أو مواد خالية من الألومنيوم (مثل GaAsP). يوفر هذا النوع من الليزر مزايا مثل التكلفة المنخفضة والكفاءة العالية والعمر الطويل.
1064 نانومتر هو أيضًا طول موجي كلاسيكي لأشعة الليزر ذات الحالة الصلبة. مادة العمل عبارة عن كريستال YAG (عقيق ألومنيوم الإيتريوم Y3AI5012) مطلي بالنيوديميوم (Nd). تتفاعل أيونات الألومنيوم الموجودة في بلورة YAG بشكل تآزري مع الكاتيونات Nd-doped، مما يخلق بنية مكانية مناسبة وبنية نطاق الطاقة. تحت تأثير طاقة الإثارة، يتم إثارة كاتيونات Nd إلى حالة مثارة، وتخضع لتحولات إشعاعية وتولد الليزر. علاوة على ذلك، توفر بلورات Nd:YAG ثباتًا ممتازًا وعمر تشغيلي طويل نسبيًا.
يمكن أيضًا إنشاء ليزر 1550 نانومتر باستخدام ليزر أشباه الموصلات. تشمل مواد أشباه الموصلات شائعة الاستخدام InGaAsP وInGaAsN وInGaAlAs.
يحتوي نطاق الأشعة تحت الحمراء على العديد من التطبيقات، مثل الاتصالات البصرية والرعاية الصحية والتصوير الطبي الحيوي والمعالجة بالليزر والمزيد.
خذ الاتصالات البصرية كمثال. تستخدم اتصالات الألياف الضوئية الحالية ألياف الكوارتز. للتأكد من أن الضوء يمكنه حمل المعلومات لمسافات طويلة دون فقدانها، يجب علينا أن نفكر في الأطوال الموجية للضوء التي يتم نقلها بشكل أفضل عبر الألياف.
في النطاق القريب من الأشعة تحت الحمراء، يتناقص فقدان ألياف الكوارتز العادية مع زيادة الطول الموجي، باستثناء قمم امتصاص الشوائب. توجد ثلاث "نوافذ" ذات أطوال موجية ذات خسارة منخفضة للغاية عند 0.85 ميكرومتر، و1.31 ميكرومتر، و1.55 ميكرومتر. يجب أن يتماشى الطول الموجي لانبعاث مصدر الضوء بالليزر واستجابة الطول الموجي للصمام الثنائي الضوئي للكاشف الضوئي مع نوافذ الطول الموجي الثلاثة هذه. على وجه التحديد، في ظل ظروف المختبر، وصلت الخسارة عند 1.55 ميكرومتر إلى 0.1419 ديسيبل / كم، مما يقترب من حد الخسارة النظري لألياف الكوارتز.
يمكن للضوء في نطاق الطول الموجي هذا أن يخترق الأنسجة البيولوجية بشكل جيد نسبيًا، وله تطبيقات في مجالات مثل العلاج الحراري الضوئي. على سبيل المثال، يو وآخرون. تم إنشاء جسيمات نانوية مستهدفة من حمض الفوليك والهيبارين باستخدام صبغة السيانين القريبة من الأشعة تحت الحمراء IR780، والتي يبلغ الحد الأقصى لطول موجة الامتصاص حوالي 780 نانومتر وطول موجة انبعاث يبلغ 807 نانومتر. بتركيز 10 ملغم/مل، أدى تشعيع الليزر (ليزر 808 نانومتر، كثافة طاقة 0.6 واط/سم²) لمدة دقيقتين إلى زيادة درجة الحرارة من 23 درجة مئوية إلى 42 درجة مئوية. تم إعطاء جرعة 1.4 ملغم / كغم للفئران التي تحمل أورام MCF-7 إيجابية لمستقبلات حمض الفوليك، وتم تشعيع الأورام بضوء ليزر 808 نانومتر (0.8 واط / سم²) لمدة 5 دقائق. وقد لوحظ انكماش كبير في الورم خلال الأيام التالية.
وتشمل التطبيقات الأخرى ليدار الأشعة تحت الحمراء. يتمتع نطاق الطول الموجي الحالي البالغ 905 نانومتر بقدرات ضعيفة على التدخل في الطقس واختراق غير كافٍ للمطر والضباب. يقع إشعاع الليزر عند 1.5 ميكرومتر ضمن نافذة الغلاف الجوي التي تتراوح بين 1.5-1.8 ميكرومتر، مما يؤدي إلى توهين منخفض في الهواء. علاوة على ذلك، يقع 905 نانومتر ضمن النطاق الخطير للعين، مما يتطلب قيودًا على الطاقة لتقليل الضرر. ومع ذلك، فإن 1550 نانومتر آمن للعين، لذا فهو يجد أيضًا تطبيقات في الليدار.
في ملخص،الليزرفي هذه الأطوال الموجية ناضجة وفعالة من حيث التكلفة، وتظهر أداءً ممتازًا في التطبيقات المختلفة. وقد أدت هذه العوامل مجتمعة إلى انتشار استخدام الليزر في هذه الأطوال الموجية.
حقوق الطبع والنشر @ 2020 شركة شنتشن بوكس أوبرونكس تكنولوجيا ، المحدودة - وحدات الألياف الصينية البصرية ، مصنعي الليزر المقترن بالألياف ، مكونات مكونات الليزر جميع الحقوق محفوظة.
