हम DPSS लेजर में लाभ माध्यम के रूप में Nd: YAG क्रिस्टल का उपयोग क्यों कर रहे हैं?

लाभ माध्यम के रूप में Nd (नियोडिमियम), Er (एर्बियम) और Yb (यटरबियम) के बीच अंतर

मुख्य रूप से उनके उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य, ऊर्जा हस्तांतरण तंत्र और अनुप्रयोगों से संबंधित हैं, विशेष रूप से डोप्ड लेजर सामग्रियों के संदर्भ में।

उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य:

- Er: एर्बियम आमतौर पर 1.55 µm पर उत्सर्जित होता है, जो आंखों के लिए सुरक्षित क्षेत्र में है और ऑप्टिकल फाइबर में इसकी कम हानि के कारण दूरसंचार अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक उपयोगी है (गोंग एट अल., 2016)।

- Yb: यटरबियम अक्सर लगभग 1.0 से 1.1 µm उत्सर्जित करता है, जिससे यह उच्च-शक्ति वाले लेज़रों और एम्पलीफायरों सहित कई प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है। Yb का उपयोग अक्सर Er के लिए एक संवेदक के रूप में किया जाता है ताकि Yb से Er में ऊर्जा स्थानांतरित करके Er-डोप्ड उपकरणों की दक्षता बढ़ाई जा सके।

- एनडी: नियोडिमियम-डोप्ड पदार्थ आमतौर पर लगभग 1.06 µm उत्सर्जित करते हैं। उदाहरण के लिए, एनडी:वाईएजी अपनी दक्षता के लिए प्रसिद्ध है और इसका व्यापक रूप से औद्योगिक और चिकित्सा लेज़रों दोनों में उपयोग किया जाता है (वाई. चांग एट अल., 2009)।

ऊर्जा हस्तांतरण तंत्र:

- Er और Yb सह-अपमिश्रण: किसी पोषक माध्यम में Er और Yb का सह-अपमिश्रण 1.5-1.6 µm की सीमा में उत्सर्जन को बढ़ाने के लिए लाभदायक है। Yb, पंप प्रकाश को अवशोषित करके और Er आयनों में ऊर्जा स्थानांतरित करके Er के लिए एक कुशल संवेदक के रूप में कार्य करता है, जिससे दूरसंचार बैंड में प्रवर्धित उत्सर्जन होता है। यह ऊर्जा स्थानांतरण Er-अपमिश्रित फाइबर एम्पलीफायरों (EDFA) के संचालन के लिए महत्वपूर्ण है (DK Vysokikh एट अल., 2023)।

- एनडी: एनडी को आमतौर पर एर-डोप्ड प्रणालियों में वाईबी जैसे संवेदक की आवश्यकता नहीं होती है। एनडी की दक्षता पंप प्रकाश के इसके प्रत्यक्ष अवशोषण और उसके बाद उत्सर्जन से प्राप्त होती है, जो इसे एक सरल और कुशल लेज़र लाभ माध्यम बनाती है।

अनुप्रयोग:

- एर:1.55 µm पर इसके उत्सर्जन के कारण, जो सिलिका ऑप्टिकल फाइबर की न्यूनतम हानि विंडो के साथ मेल खाता है, इसका उपयोग मुख्य रूप से दूरसंचार में किया जाता है। लंबी दूरी के फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों में ऑप्टिकल एम्पलीफायरों और लेज़रों के लिए Er-डोप्ड गेन माध्यम महत्वपूर्ण हैं।

- यब:इसकी अपेक्षाकृत सरल इलेक्ट्रॉनिक संरचना के कारण, जो कुशल डायोड पंपिंग और उच्च शक्ति उत्पादन की अनुमति देती है, अक्सर उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में इसका उपयोग किया जाता है। Yb-डोपेड सामग्रियों का उपयोग Er-डोपेड प्रणालियों के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए भी किया जाता है।

- राऔद्योगिक कटिंग और वेल्डिंग से लेकर चिकित्सा लेज़रों तक, विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त। एनडी:वाईएजी लेज़रों को उनकी दक्षता, शक्ति और बहुमुखी प्रतिभा के लिए विशेष रूप से महत्व दिया जाता है।