لیزرهای سبز
لیزرهایی که در محدوده طیفی سبز، نور گسیل می‌ کنند.
لیزرهای سبز

تعریف: لیزرهایی که در محدوده طیفی سبز، نور گسیل می‌ کنند.
اين بخش ليزرهايي که در بازه طول موجي nm 510 تا nm 570 گسيل مي کنند را مورد توجه قرار می ‌دهد. انتخاب محيط بهره براي چنين طول موج هايي محدود است و عملکرد قابل دستيابي نوعاً به خوبي ليزرهايي که به عنوان مثال در محدوده طيفي مادون قرمز کار مي کنند نيست. برخي از آنها برپايه تبديل فرکانس غيرخطي هستند که دوبرابر کردن فرکانس ناميده مي شود.

 
شکل 1- ليزر سبز از شرکت کوهرنت. اين ابزار شامل ليزر واناديوم پمپ شده توسط ليزر ديود با کاواک داخلي دوبل کنندة فرکانس است.

مرسوم ترين ليزرهاي سبز
  • ليزرهاي يون آرگون بر اساس تقويت پلاسماي آرگون هستند که توسط تخليه الکتريکي ايجاد مي شوند. اين ليزرها از منابع نوري نسبتاً پرقدرت براي طول موج هاي مختلف بشمار مي روند. بيشترين توان در طول موج nm 514.5 قابل دستيابي است. توان خروجي آنها ازW  20 هم مي تواند بيشتر شود ولي بازده اين ليزرها بسيار پايين است بطوريکه براي دستيابي به چند وات نور سبز چندين کيلو وات توان الکتريکي بايد مصرف شود ضمن اينکه خنک کاري آنها نيز به همين نسبت مشکل است. تيوب هاي کوچکي از ليزرهاي آرگون وجود دارد که توسط هوا خنک ميشوند و چند صد وات توان الکتريکي براي توليد چند ميلي وات ليزر نياز دارند. کيفيت پرتو اين ليزرها مي تواند در حد محدود به پراش باشد.
  • ليزرهاي هليوم- نئون مي توانند چند ميلي وات در طول موج nm 543.5 توليد کنند.
  • ليزرهاي بخار مس مي توانند توان هاي نسبتاً بالايي در طول موج nm 510.6 توليد کنند. اين ليزرها بر اساس تخليه الکتريکي پالسي در بخار مس عمل مي کنند و قادر هستند پالس هاي نانوثانيه گسيل کنند.
  • ليزر ديودهاي سبز (يا ديگر ليزرهای نيمه هادي سبز) که توليد آنها به مراتب سخت تر از ليزرهاي آبي است. اين ليزرها در مقايسه با ديگر ليزر ديودها طول عمر کوتاه تري دارند و قادرند فقط چند ميلي وات توان خروجي توليد کنند. اگر چه اخيراً پيشرفت هاي قابل توجهی در اين زمينه حاصل شده است.
  • ليزرهاي دارای آلایش اربيوم که بر پايه فيبرهاي دارای آلایش اربيوم يا بالکهاي کريستالي هستند و در طول موج حدود nm 550 نور گسيل مي کنند. اين ليزرها چند ده وات توان خروجي توليد مي کنند و از کيفيت پرتو بالايي برخوردار هستند.
  • انواع گوناگوني از ليزرهاي حالت جامد فرکانس-دوبل شده وجود دارد که ليزر واقعي طول موجي در محدوده طيفي μm 1 گسيل مي کند و سپس توسط يک دوبل کننده فرکانس (بر پايه مواد کريستالي غير خطي مانند LiNbO3،  LBO يا KTP) به نور سبز تبديل مي شود. فرآيند دوبل کردن فرکانس هم مي تواند خارج از ليزر انجام شود و هم داخل کاواک تشديدگر رخ دهد. رايج ترين نوع ليزرهاي فرکانس-دوبل شده، طول موج nm 532 است که از دوبل کردن فرکانس ليزر Nd:YAG يا Nd:YVO4 با طول موج nm  1064 حاصل مي شود و طول موج nm 515 که از ليزر  Yb:YAG با طول موج nm 1030 بدست مي آيد. توان هاي خروجي در حد چندين وات با عملکرد تک فرکانسي و کيفيت پرتو خوب به راحتي توسط اين روش قابل دستيابي است. تاکنون چند صد وات توان خروجي سبز توسط برخي ليزرهاي پر توان توليد شده اند. ليرزهاي فيبري نيز به علت توانايي توليد طول موج هاي مختلف منابع جذابي هستند. در مورد توانهاي پايين، ليزرهاي ميکرو چيپ فرکانس دوبل شده يا ليزر ديودها (به عنوان مثال ليزر پوينترهاي سبز) مي توانند مورد استفاده قرار گيرند.
 
  • لیزرهای توان بالای VECSEL[1] نیز از منابع لیزری جذاب برای دوبل کردن فرکانس در توان های خروجی چند ده وات هستند. برای توان های پایین تر، لیزرهای نیمه هادی DFB می توانند مورد استفاده قرار گیرند. لازم به ذکر است که انواع دیگر لیزرهای نیمه هادی نظیر لیزر دیودهای با ناحیه تابش عریض به دلیل پهنای باند زیاد و کیفیت پرتو پایین برای این کار مناسب نیستند.
  • لیزرهای رنگی نیز وجود دارند که می توانند در محدوده طیفی سبز کار کنند و طیف آنها قابل کوک است.
کاربردها
لیزرهای سبز در لیزر پوینترها، نمایشهای پرتوافکنی لیزری، چاپ، تداخل سنجی، اسکن های پزشکی، ابزارهای زیستی و برای پمپاژ لیزرهای حالت جامد (مانند لیزر یاقوت- تیتانیوم) مورد استفاده قرار می گیرند. در فرآوری مواد به علت ضریب جذب بیشتر در طلا، مس و سیلیکان نیز بسیار میتوانند مفید واقع شوند.
 
 
 

[1] Vertical External Cavity Surface Emitting Laser
 


   |    1397/4/5