Nd: YAG


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Nd: YAG - version courte

Néodyme: grenat d'yttrium aluminium (Nd: YAG) est un cristal utilisé dans les lasers à semi-conducteurs. C'est l'un des types les plus communs du laser et est utilisée pour le soudage laser, découpe laser et de forage une gamme de matériaux.


Nd: YAG - version longue

Nd: YAG (yttrium dopé au néodyme grenat d'aluminium; Nd: Y3Al5O12) est un cristal qui est utilisé comme milieu laser pour les lasers à état solide. Le dopant, du néodyme triplement ionisé, remplace généralement l'yttrium dans la structure cristalline du grenat d'yttrium aluminium (YAG), car elles sont de taille similaire. Généralement l'hôte cristalline est dopé avec environ 1% en néodyme pour cent atomique.

Opération au laser Nd: YAG a d'abord été démontré par Geusic et al. Bell Laboratories en 1964.

Technologie

Un laser Nd: YAG rodNd: YAG sont pompés optiquement en utilisant une lampe flash ou des diodes laser. Ils sont l'un des types les plus courants de laser, et sont utilisés pour de nombreuses applications différentes.

Lasers Nd: YAG généralement émettent de la lumière avec une longueur d'onde de 1064 nm, dans l'infrarouge. Cependant, il ya aussi des transitions à proximité de 940, 1120, 1320 et 1440 nm. Lasers Nd: YAG fonctionner en mode pulsé et continu à la fois. Nd pulsé: YAG sont généralement exploités dans ce qu'on appelle Q-commutation de mode: Un commutateur optique est inséré dans la cavité laser d'attente pour une inversion de population maximale dans les ions néodyme avant qu'elle ne s'ouvre. Puis l'onde lumineuse peut courir à travers la cavité, dépeuplant le milieu laser excité à l'inversion de population maximale. Dans cette puissances Q-switched mode de sortie de 20 mégawatts et des durées d'impulsion de moins de 10 nanosecondes sont atteints. [Citation nécessaire] Les impulsions à haute intensité peuvent être efficacement fréquence doublée pour générer la lumière laser à 532 nm, ou harmoniques supérieures à 355 et 266 nm.

Nd: YAG absorbe principalement dans les bandes comprises entre 730-760 nm et 790-820 nm. À faibles densités de courant lampes flash au krypton ont une production plus élevée dans ces bandes que ne le font les lampes au xénon plus commune, qui produisent plus de lumière à environ 900 nm. Les premiers sont donc plus efficace pour le pompage de lasers Nd: YAG.

Le montant du dopant néodyme dans le matériau varie en fonction de son utilisation. Pour la sortie d'onde continue, le dopage est significativement plus faible que pour les lasers pulsés. Les tiges légèrement dopé CW peut être optiquement distingué en étant moins coloré, presque blanc, tandis que la hausse dopée tiges sont de couleur rose-violacé.

Autres matériaux hôte commune pour le néodyme sont: YLF (fluorure de lithium d'yttrium, 1047 et 1053 nm), YVO4 (yttrium orthovanadate, 1064 nm), et le verre. Un matériau hôte particulier est choisi en vue d'obtenir une combinaison spécifique de propriétés optiques, mécaniques et thermiques. Les lasers Nd: YAG et variantes sont pompés soit par des lampes flash, les lampes à décharge en continu, ou des diodes laser proche infrarouge (lasers DPSS). Préétablie par laser (PSL) types de lasers Nd: YAG sont avérés être particulièrement utile en fournissant des poutres principales de interféromètres ondes gravitationnelles telles que LIGO, VIRGO, GEO600 et TAMA.

Applications

Médecine
Ophtalmologie

Photo de la lampe à fente postérieure capsulaire opacification visible quelques mois après l'implantation de lentille intraoculaire dans l'œil, vu sur retroilluminationNd: YAG sont utilisés en ophtalmologie pour corriger l'opacification capsulaire postérieure, une complication de la chirurgie de la cataracte, et pour iridotomie périphérique chez les patients avec des aigu à angle glaucome par fermeture, où il a remplacé iridectomie chirurgicale. Doublé en fréquence des lasers Nd: YAG (longueur d'onde de 532 nm) sont utilisés pour pan-rétinienne chez les patients avec une photocoagulation rétinopathie diabétique.

Oncologie

En oncologie, les lasers Nd: YAG peut être utilisé pour enlever cancers de la peau.

Médecine esthétique

Ces lasers sont aussi largement utilisés dans le domaine de la médecine esthétique pour l'épilation au laser et le traitement des défauts mineurs vasculaires comme les veines d'araignée sur le visage et les jambes.

Fabrication

Lasers Nd: YAG sont également utilisés dans la fabrication de gravure, ou d'un marquage une variété de métaux et de plastiques. Ils sont largement utilisés dans la fabrication de découpe et de soudage de l'acier et des alliages différents. Pour les applications automobiles (découpe et soudage de l'acier), les niveaux de puissance sont généralement 1-5 kW. De forage en alliage Super (pour les pièces de turbines à gaz) utilise généralement Nd pulsé: YAG (milliseconde des impulsions, et non Q-switch). Lasers Nd: YAG sont également utilisés pour faire les marquages ​​de subsurface dans les matériaux transparents comme le verre ou le verre acrylique.

La dynamique des fluides

Lasers Nd: YAG peut aussi être utilisé pour les techniques de visualisation de l'écoulement en dynamique des fluides (pour la vélocimétrie par image par exemple de particules ou de fluorescence induite).

Dentisterie

Les lasers Nd: YAG sont utilisés pour les chirurgies des tissus mous de la cavité buccale, tels que la gingivectomie, débridement parodontal sulculaire, LANAP, frénectomie, la biopsie et la coagulation des sites donneurs greffe.

Télémètres laser

Nd surplus militaire: tir télémètre laser YAG. Le laser incendies grâce à un collimateur, la focalisation du faisceau, qui explosions un trou à travers un bloc de caoutchouc, libérant un éclat de plasma.The laser Nd: YAG est le laser le plus couramment utilisé dans les télémètres laser militaire.

Cavité ring-down spectroscopy (CRDS)

Le Nd: YAG peut être utilisé dans l'application de la cavité ring-down spectroscopy, qui est utilisé pour mesurer la concentration d'une substance absorbant la lumière.

Spectroscopie par claquage induit par laser (LIBS)

Article détaillé: spectroscopie par claquage laser-induite
Une gamme de lasers Nd: YAG sont utilisés dans l'analyse des éléments du tableau périodique. Bien que l'application en elle-même est assez nouveau par rapport aux méthodes conventionnelles telles que XRF ou ICP, il s'est avéré être moins de temps et une option moins coûteuse pour tester les concentrations d'éléments. Un Nd de forte puissance: YAG laser est focalisé sur la surface de l'échantillon pour produire le plasma. La lumière du plasma est capturé par les spectromètres et les spectres caractéristiques de chaque élément peuvent être identifiés, permettant les concentrations d'éléments dans l'échantillon à mesurer.


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