Presentamos el “Alma” de los láseres de estado sólido.

Presentamos el “Alma” de los láseres de estado sólido.

Corriente principalláser de estado sólidomateriales

El núcleo de cualquier láser es la sustancia de trabajo del láser, y la sustancia de trabajo de un estado sólidoláserEsencialmente sólido. La mayoría de los medios láser de estado sólido están compuestos de matrices cristalinas y átomos o iones dopados con actividad láser, mientras que las matrices amorfas (de vidrio) son relativamente raras. Se espera que los últimos avances en la tecnología de preparación de cerámica amplíen significativamente el ámbito de aplicación de los materiales láser de bajo costo y alta calidad, que pueden fabricarse en un tamaño mucho mayor que el de los materiales cristalinos.

Materiales principales utilizados comúnmente en láseres de estado sólido

Rubí: Su composición química es óxido de aluminio dopado con cromo (Cr:Al₂O₃). Los rubíes artificiales tienen una composición química similar a la de los rubíes de calidad gema, pero son de mayor pureza y calidad. Son de color rosa y tienen una longitud de onda láser de 694,3 nanómetros.

2. Granate de itrio y aluminio dopado con neodimio (Nd:YAG): Cristal artificial con una longitud de onda láser de 1064 nanómetros. Pertenece al infrarrojo cercano y es completamente invisible e inocuo para la vista. Actualmente, el Nd:YAG es el material láser de estado sólido más utilizado, superando con creces al rubí. La razón principal es que su umbral láser es menor, lo que le permite alcanzar una mayor energía de salida con la misma energía de entrada.

3. Vanadato de itrio dopado con neodimio (Nd:YVO₄). Conocido comúnmente como «vanadato», se ha convertido en el material preferido para láseres de estado sólido bombeados por diodos de baja a media potencia (hasta varios vatios) debido a su gran sección transversal de emisión estimulada, bajo umbral láser y características de salida polarizada. Las longitudes de onda de funcionamiento son 1064 nanómetros y 1340 nanómetros, y tras la duplicación de frecuencia, puede generar láseres con longitudes de onda de 532 nanómetros y 670 nanómetros.

4. Vidrio dopado con neodimio (Nd:Vidrio): Utilizando vidrio amorfo como matriz, sus propiedades láser son similares a las del Nd:YAG. Su principal desventaja es que su conductividad térmica es relativamente baja, solo 1/10 de la de un cristal, lo que dificulta su refrigeración en aplicaciones de alta potencia. Sin embargo, su ventaja radica en que se puede fabricar en medios láser con un diámetro superior a un pie, controlando eficazmente la densidad de energía y evitando daños a los componentes ópticos a nivel de kilojulios.láser pulsadoy con un coste relativamente bajo.

Otros materiales importantes para láseres de estado sólido, materiales dopados con erbio: incluyendo granate de itrio y aluminio dopado con erbio (Er:YAG, longitud de onda de salida de 2940 nanómetros) y vidrio dopado con erbio (Er:Vidrio, longitud de onda de salida de 1540 nanómetros). Materiales dopados con holmio: incluyendo granate de itrio y aluminio dopado con holmio (Ho:YAG), fluoruro de itrio y litio dopado con holmio (Ho:YLF) y vidrio dopado con holmio (Ho:vidrio, longitud de onda de salida de 2000 a 2100 nanómetros). Materiales dopados con tulio: incluyendo granate de itrio y aluminio dopado con tulio (Tm:YAG), granate de lutecio y aluminio dopado con tulio (Tm:LuAG) y fluoruro de itrio y litio codopado con tulio y holmio (Tm,Ho:YLF, longitud de onda de salida de 2000 a 2030 nanómetros). Materiales dopados con iterbio: como el tungstato de gadolinio y potasio dopado con iterbio (Yb:KGW, longitud de onda de salida de 1025 a 1045 nanómetros). Alejandrita (longitud de onda de salida de 655 a 815 nanómetros). Zafiro dopado con titanio (Ti:Zafiro, longitud de onda de salida de 840 a 1100 nanómetros).