Lasertyper

Fasta tillståndslasrar

Fasta tillståndslasrar är de som mest liknar den idealbild av lasrar vi använt hittills i kapitel 3. Det lasrande materialet är en stav av ett fast material med diameter från 1/8" (tum!!!) till 1/2" och längder från 2" till 6" (1"=25.4mm). Pumpningen sker genom gasurladdningslampor som antingen blixtrar och ger en puls per blixt eller lyser kontinuerligt (kan ge både pulsat och kontinuerligt (cw) laserljus)

Det verksamma ämnet är indopat i ett värdmaterial för att ge lämplig koncentration. Värdmaterialet väljs för att vara genomskinligt, leda värme bra, ha jämn kvalitet mm. Finnas men inte märkas med andra ord.

Numeriska värden på effektklasser m.m. avser lasrar som förekommer kommersiellt

Namn

Lasrande material

Effektklass

pulsat/cw

Strålegenskaper, våglängd

Användningsområde

YAG

Nd3+-joner i värdmaterial YAG

4-nivå

cw 0.2mW -10W

Q-switchat 1mJ-1J per puls

God strålkvalitet 1064nm (IR) även SHG (se kap4) 532nm

Avståndsmätning, kemisk fjärranalys, pekare för elektronisk följning

SHG även pekning för mänskliga ögon

Erbium

Holmium

Er3+ och Ho3+-joner i olika värdmaterial (YAG, YLF, glas)

3-nivåsystem

Q-switchat 1mJ-100mJ

Flera mer eller mindre ögonsäkra väglängder mellan 1.4Ám och 1.9Ám

Ännu ej helt etablerat kommersiellt, men kommer att ersätta YAG i många tillämpningar där mänskliga ögon skadas (och detta ej är meningen, hm!!)

Titan-safir

Ti-joner med safir (Al2O3) som värdmaterial

Enbart laserpumpad, dvs det behövs en annan laser för att pumpa.

Avstämbar mellan 650nm och 1050nm (appr gränser)

Alla tillämpningar som kräver avstämbara lasrar eller extremt korta pulser

(0.01ps)

Rubin

Cr3+-dopad safir

3-nivåsystem

Pulsad 1mJ till 10J på tiotals ns

694nm, dålig strålprofil, instabil

Numera mest historiskt intresse. Den första laser som byggdes

 

Gaslasrar

Dessa använder inte lampor för pumpningen utan elektronerna för till nivå 3 med en högspänd ström av elektroner genom en gas, på ett sätt som inte är olikt det på vilket ett lysrör arbetar.

Namn

Lasrande material

Effektklass

pulsat/cw

Strålegenskaper, våglängd

Användningsområde

Helium-Neon

Gasblandning. helium tar upp energin från strömmen och för över till Neon

Enbart cw 0.2mW-20mW

Mycket god, ofta mer än 99%TEM00

633nm

Allround där lägre effekt räcker: Avståndsmät, pekare, riktningsmätning, bygg och konstruktion, undervisning

Argon

Joniserad Argongas

Cw från 10mW till 25W

Pulsat (oftast modlåst, men ovanligt) toppeffekter upp till kW

God, ofta multiline dvs flera (med för ögat särskiljbara) våglängder lasrar samtidigt.

UV till 514nm

Avståndsmätning större avstånd, riktmedel (tex vid flyplatser), holografi, nöjesändamål, gas och vätskeflödesmätning

Helium-Kadmium

Som HeNe fast Kadmium ersätter Ne

1mW till 10mW

Enbart cw

Mycket goda. Lasern kostar dock 5-10ggr så mycket som motsv HeNe

Samma som HeNe, men där kortare våglängd föredras.

Koldioxid

Gasformig CO2

från 10mW upp till 25kW (!!!!) cw

Även pulsad

Mycket dåliga 10.6Ám dvs långt ut i IR. Optiken måsta vara speciell (ofta baserad på germanium)

Pga hög verkningsgrad ofta för industriell bearbetning.

Förstörande på nära håll?

Andra lasrar

Många lasrar faller utanför de traditionella grupperna. Till dessa hör även halvledarlasrarna som dock är så viktiga att de fått ett eget kapitel

Namn

Lasrande material

Effektklass

pulsat/cw

Strålegenskaper, våglängd

Användningsområde

Dye-lasrar

Färgämnes-lasrar

Fluorescerande färgämnen lösta i organiska lösningsmedel

Från 10mW medeleffekt upp till 5W

Alla typer av pulsning.

Finns från UV upp till nära IR.

Goda strålegenskaper men svårhanterliga pga vätskor mm

Vetenskaplig spektroskopi

Excimer-lasrar

Blandning av ädelgas och halogen

Exvis ArF och XeCl

Enbart pulsade från 10mJ upp till flera J under 5-10ns

Långt ner i ultraviolett. Från 150nm upp till 350

Ögonkirurgi, litografi (för elektronikindustrin)

Frielektron-laser

Cirkulerande ström av elektroner

Åtskilliga W upp till kW

Egentligen ej laser i konventionell mening

Forskning

 

Till nästa sida (Lasermätteknik)

Till nästa kapitel (Vågoptik) (enbart nivå 2+3)

Till nästa nivå-1 kapitel (Modern optronik)

Till innehållsförteckningen