Nd: YAG


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Nd: YAG - versão curta

Neodímio: ítrio alumínio granada (Nd: YAG) é um cristal usado em lasers de estado sólido. Este é um dos tipos mais comuns de laser e é usado para solda a laser feixe de laser de corte e perfuração de uma variedade de materiais.


Nd: YAG - versão longa

Nd: YAG (neodímio dopado com ítrio granada de alumínio; Nd: Y3Al5O12) é um cristal que é usado como um meio de laser para lasers de estado sólido. O neodímio, dopante triplamente ionizado, normalmente substitui ítrio na estrutura cristalina do alumínio granada de ítrio (YAG), uma vez que são de tamanho similar. Geralmente o hospedeiro cristalina é dopada com cerca de 1% por cento de neodímio atômica.

Operação de laser de Nd: YAG foi primeiramente demonstrada por Geusic et al. nos Laboratórios Bell em 1964.

Tecnologia

Um laser Nd: YAG rodNd: YAG são de bombeamento óptico usando um flashlamp ou diodos laser. Eles são um dos tipos mais comuns de laser, e são usados ​​para muitas aplicações diferentes.

Nd: YAG normalmente emitem luz com comprimento de onda de 1064 nm, no infravermelho. No entanto, existem também transições próximos 940, 1120, 1320 e 1440 nm. Nd: YAG operar tanto no modo pulsado e contínuo. Nd pulsado: YAG são normalmente operados no chamado modo de Q-switching: um interruptor óptico é inserido na cavidade do laser à espera de uma inversão de população máxima em que os íons de neodímio antes de abrir. Então a onda de luz pode ser executado através da cavidade, despovoando o meio de laser animado com inversão de população máxima. Neste Q-switched poderes modo de saída de 20 megawatts e durações de pulso inferior a 10 nanossegundos são alcançados. [Carece de fontes?] Os pulsos de alta intensidade podem ser eficazmente freqüência dobrou para gerar luz laser a 532 nm, ou harmônicos mais altos em 355 e 266 nm.

Nd: YAG absorve principalmente nas faixas entre 730-760 nm e 790-820 nm. Em baixas densidades de corrente flashlamps krypton têm maior saída nas bandas do que as lâmpadas de xenon mais comum, que produzem mais luz em torno de 900 nm. Os primeiros são, portanto, mais eficientes para o bombeamento de Nd: YAG.

A quantidade do dopante de neodímio no material varia de acordo com seu uso. Para a saída de onda contínua, o doping é significativamente menor do que para lasers pulsados. As hastes levemente dopado CW pode ser oticamente distinta por ser menos coloridos, quase branco, enquanto maior dopado com hastes são rosa-arroxeadas.

Outros materiais servidor comum de neodímio são: YLF (fluoreto de lítio ítrio, 1047 e 1053 nm), YVO4 (ítrio ortovanadato, 1064 nm), e vidro. Um material host particular é escolhido, a fim de obter uma combinação desejada de propriedades ópticas, mecânicas e térmicas. Nd: YAG e variantes são bombeados ou por lâmpadas de flash, lâmpadas de descarga contínua de gás, ou diodos de laser infravermelho próximo (lasers DPSS). Preestabelecida laser (PSL) tipos de Nd: YAG têm-se revelado particularmente úteis em fornecer as vigas principais de interferômetros de ondas gravitacionais, tais como LIGO, VIRGO, GEO600 e TAMA.

Aplicações

Medicina
Oftalmologia

Foto lâmpada de fenda de opacificação capsular posterior visíveis alguns meses após o implante de lente intra-ocular no olho, visto em retroilluminationNd: YAG são usados ​​em oftalmologia para corrigir opacificação capsular posterior, uma complicação da cirurgia de catarata, e para iridotomia periférica em pacientes com infarto agudo de ângulo glaucoma, onde substituiu iridectomia cirúrgica. Freqüência dobrada Nd: YAG (comprimento de onda 532 nm) são usados ​​para pan-fotocoagulação da retina em pacientes com retinopatia diabética.

Oncologia

Em oncologia, Nd: YAG pode ser usado para remover câncer de pele.

Cosméticos medicina

Estes lasers também são usados ​​extensivamente no campo da medicina estética para depilação a laser e tratamento de menores defeitos vasculares, como veias de aranha no rosto e nas pernas.

Fabrico

Nd: YAG também são usados ​​na fabricação de gravura, gravura, ou a marcação de uma variedade de metais e plásticos. Eles são amplamente utilizados na fabricação de aço para corte e solda e várias ligas. Para aplicações automotivas (corte e solda de aço) os níveis de potência são tipicamente 1-5 kW. Perfuração de ligas de Super (para peças de turbinas a gás) geralmente usa Nd pulsado: YAG (milissegundo pulsos não, Q-switched). Nd: YAG também são empregados para fazer as marcações de subsuperfície em materiais transparentes como o vidro ou acrílico.

Dinâmica de fluidos

Nd: YAG também pode ser usado para técnicas de visualização de fluxo em dinâmica de fluidos (por exemplo velocimetria por imagem de partículas ou de fluorescência induzida).

Odontologia

Nd: YAG são utilizados para as cirurgias de tecido mole na cavidade oral, tais como gengivectomia desbridamento sulcular, periodontal, LANAP, frenectomy, biópsia e coagulação de áreas doadoras de enxerto.

Laser gama finders

Nd excedentes militares: YAG disparo rangefinder laser. O laser de incêndios através de um colimador, focalizando o feixe, que explode um buraco através de um bloco de borracha, liberando uma explosão de plasma.The Nd: YAG laser é o laser mais comum usado em telémetros a laser militar.

Cavidade ring-down espectroscopia (CRDS)

O Nd: YAG pode ser utilizado na aplicação da espectroscopia cavidade ring-down, que é usado para medir a concentração de uma substância absorvente de luz.

Induzida por laser espectroscopia de desagregação (LIBS)

Ver artigo principal: Laser induzida por espectroscopia de decomposição
Uma gama de Nd: YAG lasers são usados ​​na análise de elementos na tabela periódica. Embora a aplicação por si só é relativamente novo no que diz respeito aos métodos convencionais, tais como XRF ou ICP, que tem provado ser menos morosa e uma opção mais barata para testar concentrações do elemento. A alta potência Nd: YAG laser é focalizada sobre a superfície da amostra para a produção de plasma. Luz do plasma é capturado por espectrômetros e os espectros característicos de cada elemento pode ser identificado, permitindo que as concentrações de elementos na amostra a ser medida.


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