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关于激光晶体棒、YAG晶体棒、激光美容棒、螺纹棒的详细讲解

发布时间:2021-05-11 16:02 人气:

激光晶体棒也叫激光棒、晶体棒。在激光打标机、激光焊接机、激光洗纹身机、激光划片机等各类激光设备上应用。激光晶体棒是激光行业常见的一件激光器件,没有他就没有激光。 激光晶体是指可将外界提供的能量通过光学谐振腔转化为在空间和时间上相干的具有高度平行性和单色性激光的晶体材料。是晶体激光器的工作物质。激光晶体由发光中心和基质晶体两部分组成。大部分激光晶体的发光中心由激活离子构成,激活离子部分取代基质晶体中的阳离子形成掺杂型激光晶体。激活离子成为基质晶体组分的一部分时,则构成自激活激光晶体。

激光晶体所用的激活离子主要为过渡族金属离子和三价稀土离子。过渡族金属离子的光学电子是处于外层的3d电子,在晶体中这种光学电子易受到周围晶场的直接作用,所以在不同结构类型的晶体中,其光谱特性有很大差异。三价稀土离子的4f电子受到5s和5p外层电子的屏蔽作用,使晶场对其作用减弱,但晶场的微扰作用使本来禁戒的4f电子跃迁成为可能,产生窄带的吸收和荧光谱线。所以三价稀土离子在不同晶体中的光谱不像过渡族金属离子变化那么大。

激光晶体所用的基质晶体主要有氧化物和氟化物。作为基质晶体除要求其物理化学性能稳定,易生长出光学均匀性好的大尺寸晶体,且价格便宜,但要考虑它与激活离子间的适应性,如基质阳离子与激活离子的半径、电负性和价态应尽可能接近。此外,还要考虑基质晶场对激活离子光谱的影响。对于某些具有特殊功能的基质晶体,掺入激活离子后能直接产生具有某种特性的激光,如在某些非线性晶体中,激活离子产生激光后通过基质晶体能直接转换成谐波输出。

激光晶体棒的组成和应用
能够辐射出激光的晶体就是激光晶体。激光是指利用工作物质中多数粒子处于激发态,用外界光感应,使所有处于激发态的粒子同时完成受激辐射,发出一束强大的光束。 能够辐射出激光的晶体棒叫做激光晶体棒。
 
激光具有良好的方向性,单色性和相干性,由于这些特性,使它在社会各个方面都得到广泛应用。 

晶体激光由两部分组成,一部分是作为“发光中心”的激活离子,另一部分是作为激活离子“载体”的基质晶体。基质晶体中最重要的是氧化物晶体,这些晶体具有熔点高,硬度大,导热性能好等独特优点。在它们中间,红宝石和钇铝石榴石(YAG)应用最广泛,还有一种叫“色心”的基质晶体,由于它们的晶格缺陷能吸收某一光谱范围的可见光而呈现某种颜色,从而实现可调谐的激光振荡。 

YAG激光棒按照加热方式最常见的有两种:电阻炉和感应炉,感应炉生产晶体比较慢,可以用于焊接 切割 打标 美容,可以用于脉冲和连续激光器;而电阻炉生产晶体比较快,当然价格也比较便宜(不是说电阻炉的就便宜,他们只是用途不一样而已,军品科研上这个电阻炉的有很大优势的),主要用于军事、科研、测距、点焊机、医疗美容,只能用于脉冲激光器。

 YAG棒按照用途来分,常见的用途有:激光美容和工业激光(即打标 焊接 切割),美容棒有的是电阻炉生产出来的,也有一部分是感应炉生产出来的,感应炉一支单晶可以切很多支5x85的棒,感应炉美容棒也是非常多的,但是因为感应炉生产8*185之类的长棒产生的价值更高,所以感应炉的美容棒相对少一些。电阻炉只能生产脉冲的激光棒,主要用于激光美容和军事上,电阻炉的棒用在很多军品上是感应炉无法替代的。感应炉生产的棒既可以用于脉冲激光器,也可以用于连续激光器。 很多都用于 工业激光,既可以用于打标(连续)又可以用于焊接和切割(脉冲)。

关于美容棒:美容棒分为单掺和双掺,单掺就是 粉棒,也叫ND:YAG棒。Ce:ND:YAG因掺Ce以后晶体呈黄色,所以叫黄棒,我们也叫他双掺棒。关于美容棒的镀膜,一般是两端镀增透膜,至于客户需要什么用途,自己在谐振腔里面加相应的全反镜和半反镜,这样半反镜的透过率就可以自主选择。也有部分客户对美容棒有特殊需求,比方一端镀全反膜,另一端镀20%左右透过率的膜,这样的棒就需要定制。

激光晶体棒的生长方式:提拉生长法  下降法  泡生法 倒模法  热交换法,对于YAG棒,主要用的方式是提拉生长法。

激光晶体棒是不是掺杂浓度越高越好?浓度高出光功率会大一些,但是一般浓度越高光束质量会下降。。

关于刻螺纹棒与常规棒的优劣:刻螺纹棒的优势是表面积大,散热快, 劣势就是螺纹棒易产生垢,难清洗,端部假如出现裂纹之类的难维修,功率下降比较快。常规棒劣势就是散热慢一点,但是不容易产生垢,清洗容易,端部出现小裂纹可以截断几毫米重新抛光镀膜,还可以继续使用,只是功率会稍微下降一点,这个加工难度比刻螺纹棒简单一些。

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