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激光打标机配件:Nd∶YAG激光器的特性及应用

激光晶体及其元器件是光电子产业的重要基础材料,是固体激光器发出激光的核心元器件。

  1.光电子晶体材料(包括激光晶体、线性光学晶体和闪烁晶体)

  (1)Nd:YAG晶体(激光晶体)

  产品名称:

  化学分子式:Y3-3XNd3xAl5O12 (x为Nd的掺杂浓度)

  中文化学名:掺钕钇铝石榴石

  主要性能指标:

  晶向               <111>±5°、<100>±5°

  晶体结构            立方晶系

  激光发射波长        1064nm

  Nd离子浓度          0.1~2.0at%

  折射率              1.8169(λ=1064 nm)

  熔点                1970℃

  密度                4.55 g/cm3

  莫氏硬度            8-8.5

  热导率(20℃)      0.129Wcm-1K-1

  热膨胀系数:        8.2X10-6K-1<100>

  7.7X10-6 K-1<110>

  7.8X10-6 K-1<111>

  dn/dt               8.9X10-6K-1

主要用途:

  由于YAG晶体具有光学均匀性好、机械性能好、物化稳定性高、热导性好等优点,目前仍是固体激光器的首选材料,因此广泛用于工业、医疗、科研、通讯和军事等领域。如激光武器、激光测距、激光目标指示、激光探测、激光打标、激光加工(包括切割、打孔、焊接以及内雕等)、激光医疗、激光美容等等。

  激光是上世纪60年代初出现的一种新型光源,激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性,引起普遍重视,并很快在工农业生产、科学技术、医疗、国防等各个领域得到广泛应用。激光医学是激光技术与医疗科学有机结合的产物,激光在70年代开始广泛用于临床;90年代,随着新型激光器的研制成功,激光与医疗、生物组织科学紧密结合,研究范围日益扩大。

  Nd:YAG 激光器以其增益高、阈值低、量子效率高、热效应小、机械性能良好、适合各种工作模式(连续、脉冲) 等特点,在当今各种固体激光器中应用物质相互作用的效果是不同的, 不同波长的Nd:YAG激光器采用连续、脉冲等方式工作使激光与不同部位的生物组织相互作用,可以获得良好的疗效。医用Nd:YAG 激光器在外科手术、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮肤科、美容等方面应用广泛,特别是治疗皮肤色素性疾病,有创伤小、愈合好、无疤痕等独特优点,本文主要介绍Nd:YAG 激光器的特性以及在治疗皮肤疾病方面的应用,使读者了解各种激光器的性能及不同种类激光治疗仪的治疗效果。

  一、Nd:YAG 激光器的特性

  能产生激光的系统,称为激光器。一台简单的激光器通常由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成。自1960 年第一台激光器诞生以来,已有上百种激光器问世。形形色色的激光器彼此之间差异极大,根据产生激光的工作物质,有气体、液体、固体和半导体激光器等。固体激光器是以固态基质中掺入少量激活元素为工作物质的激光器,工作物质的物理化学性能主要取决于基质材料,而其光谱特性主要由发光粒子的能级结构决定。但发光粒子受基质材料的影响,其光谱特性将有所变化,有的甚至变化很大。用作基质的主要有刚玉、石榴石晶体及各种玻璃等。发光粒子称为激活离子,最常用的激活离子为钕、铬等稀土元素离子。例如世界上第一台激光器所用工作物质为红宝石,就是掺入极少量铬离子的刚玉。以掺有一定量钕离子(Nd3 + ) 的钇铝石榴石( YAG) 晶体为工作物质的激光器,称为掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG) 激光器。掺钕激光器是当前应用最广泛的固体器件之一,在激光加工、医疗、军事等领域应用广泛。

 

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