|
Далее приводится таблица параметров наиболее распространённых лазеров различных типов, рабочие длины волн, области применения.
Типы и виды лазеров
Длины волн лазеров различных типов Типы лазеров с четкими линиями излучения приведены в верхней части, в то время как нижняя отображает лазеры, способные излучать в диапазоне длин волн. Высота линий и полос соответствует максимальным энергиями коммерчески доступных лазеров, сплошные линии - непрерывное излучение, пунктир - импульсное. Сплошные зеленые квадраты - мощность одиночного полупроводникового лазера, горизонтальные зеленые линии - увеличение мощности множественных лазеров. Для Ar+-Kr+ подписаны лишь основные линии, остальные обозначены короткими линиями. Шкала длин волн сочетает линейный и логарифмический масштабы. Цветом выделены различные материалы накачки лазеров (см. описание рисунка, на английском языке). Данные приводятся в соответствии с Handbook of laser wavelengths [1], при этом в таблице добавлены новые типы лазеров, включая полупроводниковые
| Рабочее тело
|
Длина волны
|
Источник накачки
|
Применение
|
| Гелий-неоновый лазер
|
632,8 нм (543,5; 593,9; 611,8 нм, 1,1523; 1,52; 3,3913 мкм)
|
Электрический разряд
|
Интерферометрия, голография, спектроскопия, считывание штрих-кодов, демонстрация оптических эффектов.
|
| Аргоновый лазер
|
488,0; 514,5 нм, (351; 465,8; 472,7; 528,7 нм)
|
Электрический разряд
|
Лечение сетчатки глаза, литография, накачка других лазеров.
|
| Криптоновый лазер
|
416; 530,9; 568,2; 647,1; 676,4; 752,5; 799,3 нм
|
Электрический разряд
|
Научные исследования, в смеси с аргоном лазеры белого света, лазерные шоу.
|
| Ксеноновый лазер
|
Множество спектральных линий по всему видимому спектру и частично в УФ и ИК областях.
|
Электрический разряд
|
Научные исследования.
|
| Азотный лазер
|
337,1 нм (316; 357 нм)
|
Электрический разряд
|
Накачка лазеров на красителях, исследование загрязнения атмосферы, научные исследования, учебные лазеры.
|
| Лазер на фтористом водороде
|
2,7—2,9 мкм (Фтористый водород) 3,6—4,2 мкм (фторид дейтерия)
|
Химическая реакция горения этилена и трёхфтористого азота (NF3), инициируемая электрическим разрядом (импульсный режим)
|
Способен работать в постоянном режиме в области мегаваттных мощностей и в импульсном режиме в области тераваттных мощностей. Один из самых мощных лазеров. Лазерные вооружения. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС).
|
| Химический лазер на кислороде и иоде (COIL)
|
1,315 мкм
|
Химическая реакция в пламени синглетного кислорода и иода
|
Способен работать в постоянном режиме в области мегаваттных мощностей. Также создан и импульсный вариант. Научные исследования, лазерные вооружения. Обработка материалов. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС). В перспективе: источник накачки неодимовых лазеров и рентгеновских лазерных систем.
|
| Углекислотный лазер (CO2)
|
10,6 мкм, (9,6 мкм)
|
Поперечный (большие мощности) или продольный (малые мощности) электрический разряд, химическая реакция (DF-CO2 лазер)
|
Обработка материалов (резка, сварка), хирургия.
|
| Лазер на монооксиде углерода (CO)
|
2,5—4,2 мкм, 4,8—8,3 мкм
|
Электрический разряд; химическая реакция
|
Обработка материалов (гравировка, сварка и т. д.), фотоакустическая спектроскопия.
|
| Эксимерный лазер
|
193 нм (ArF), 248 нм (KrF), 308 нм (XeCl), 353 нм (XeF)
|
Рекомбинация эксимерных молекул при электрическом разряде
|
Ультрафиолетовая литография в полупроводниковой промышленности, лазерная хирургия, коррекция зрения.
|
Лазеры на парах металлов
| Рабочее тело
|
Длина волны
|
Источник накачки
|
Применение
|
| Гелий-кадмиевый лазер на парах металлов
|
440 нм, 325 нм
|
Электрический разряд в смеси паров металла и гелия.
|
Полиграфия, УФ детекторы валюты, научные исследования.
|
| Гелий-ртутный лазер на парах металлов
|
567 нм, 615 нм
|
Электрический разряд в смеси паров металла и гелия.
|
Археология, научные исследования, учебные лазеры.
|
| Гелий-селеновый лазер на парах металлов
|
до 24 спектральных полос от красного до УФ
|
Электрический разряд в смеси паров металла и гелия.
|
Археология, научные исследования, учебные лазеры.
|
| Лазер на парах меди
|
510,6 нм, 578,2 нм
|
Электрический разряд
|
Дерматология, скоростная фотография, накачка лазеров на красителях.
|
| Лазер на парах золота
|
627 нм
|
Электрический разряд
|
Археология, медицина.
|
| Рабочее тело
|
Длина волны
|
Источник накачки
|
Применение
|
| Рубиновый лазер
|
694,3 нм
|
Импульсная лампа
|
Голография, удаление татуировок. Первый представленный тип лазера (1960).
|
| Алюмо-иттриевые лазеры, допированные неодимом (Nd:YAG)
|
1,064 мкм, (1,32 мкм)
|
Импульсная лампа, лазерный диод
|
Обработка материалов, лазерные дальномеры, лазерные целеуказатели, хирургия, научные исследования, накачка других лазеров. Один из самых распространённых лазеров высокой мощности. Обычно работает в импульсном режиме (доли наносекунд). Нередко используется в сочетании с удвоителем частоты и соответственным изменением длины волны на 532 нм. Известны конструкции с квазинепрерывным режимом излучения.
|
| Лазер на фториде иттрия-лития с легированием неодимом (Nd:YLF)
|
1,047 и 1,053 мкм
|
Импульсная лампа, лазерный диод
|
Наиболее часто используются для накачки титан-сапфировых лазеров, используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике.
|
| Лазер на ванадате иттрия (YVO4) с легированием неодимом (Nd:YVO)
|
1,064 мкм
|
Лазерные диоды
|
Наиболее часто используются для накачки титан-сапфировых лазеров, используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике.
|
| Лазер на неодимовом стекле (Nd:Glass)
|
~1,062 мкм (Силикатные стёкла), ~1,054 мкм (Фосфатные стёкла)
|
Импульсная лампа, Лазерные диоды
|
Лазеры сверхвысокой мощности (тераватты) и энергии (мегаджоули). Обычно работают в нелинейном режиме утроения частоты до 351 нм в устройствах лазерной плавки. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС). Накачка рентгеновских лазеров.
|
| Титан-сапфировый лазер
|
650—1100 нм
|
Другой лазер
|
Спектроскопия, лазерные дальномеры, научные исследования.
|
| Алюмо-иттриевые лазеры с легированием тулием (Tm:YAG)
|
2,0 мкм
|
Лазерные диоды
|
Лазерные радары
|
| Алюмо-иттриевые лазеры с легированием иттербием (Yb:YAG)
|
1,03 мкм
|
Импульсная лампа, Лазерные диоды
|
Обработка материалов, исследование сверхкоротких импульсов, мультифотонная микроскопия, лазерные дальномеры.
|
| Алюмо-иттриевые лазеры с легированием гольмием (Ho:YAG)
|
2,1 мкм
|
Лазерные диоды
|
Медицина
|
| Церий-легированный литий-стронций (или кальций)-алюмо-фторидный лазер (Ce:LiSAF, Ce:LiCAF)
|
~280-316 нм
|
Лазер Nd:YAG с учетверением частоты, Эксимерный лазер, лазер на парах ртути.
|
Исследование атмосферы, лазерные дальномеры, научные разработки.
|
| Лазер на александрите с легированием хромом
|
Настраивается в диапазоне от 700 до 820 нм
|
Импульсная лампа, Лазерные диоды. Для непрерывного режима — дуговая ртутная лампа
|
Дерматология, лазерные дальномеры.
|
| Волоконный лазер с легированием эрбием
|
1,53-1,56 мкм
|
Лазерные диоды
|
Оптические усилители в волоконно-оптических линиях связи, обработка металлов (резка, сварка, гравировка), термораскалывание стекла, медицина, косметология.
|
| Лазеры на фториде кальция, легированном ураном (U:CaF2)
|
2,5 мкм
|
Импульсная лампа
|
Первый 4-х уровневый твердотельный лазер, второй работающий тип лазера (после рубинового лазера Маймана), охлаждался жидким гелием, сегодня нигде не используется.
|
| Лазеры на халькогенидах цинка/кадмия, легированных переходными металлами (хромом,железом) (TM2+:AIIBVI, Cr2+:CdSe, Cr2+:ZnSe, Fe2+:ZnSe)
|
Cr2+ 1,9-3,6 мкм, Fe2+ 4-5.5 мкм
|
для Cr2+-легированной активной среды — лазерный диод, эрбиевый или тулиевый волоконные лазеры, для Fe2+-легированной активной среды — Er:YAG лазер (2,94 мкм)
|
Твердотельные лазеры с широкой полосой перестройки, генерация фемтосекундных лазерных импульсов
|
| Рабочее тело |
Длина волны |
Источник накачки |
Применение
|
| Полупроводниковый лазерный диод
|
Длина волны зависит от материала и структуры активной области:
ближний УФ, фиолетовый, синий — полупроводниковые нитриды Ga, Al;
красный, ближний ИК-диапазон — соединения на основе Al, Ga, As;
ближний и средний ИК-диапазон — соединения, содержащие In, P, Sb;
средний ИК — дальний ИК-диапазон — соли свинца;
средний ИК — терагерцовый диапазон — полупроводниковые квантово-каскадные лазеры
|
Электрический ток, оптическая накачка
|
Телекоммуникации, голография, лазерные целеуказатели, лазерные принтеры, накачка лазеров других типов. AlGaAs-лазеры (алюминий-арсенид-галлиевые), работающие в диапазоне 780 нм используются в проигрывателях компакт-дисков и являются самыми распространёнными в мире.
|
Другие типы лазеров
| Рабочее тело
|
Длина волны
|
Источник накачки
|
Применение
|
| Лазер на свободных электронах
|
Длина волны рентгеновского лазера варьируется в диапазоне 0,085—6 нм
|
Пучок релятивистских электронов
|
Исследования атмосферы, материаловедение, медицина, противоракетная оборона.
|
| Псевдо-никелево-самариевый лазер
|
Рентгеновское излучение 7,3—15 нм
|
Излучение в сверхгорячей плазме самария, создаваемое двойными импульсами лазера на неодимовом стекле. [1]
|
Первый демонстрационный лазер, работающий в области жесткого рентгеновского излучения. Может применяться в микроскопах сверхвысокого разрешения и голографии. Его излучение лежит в «окне прозрачности» воды и позволяет исследовать структуру ДНК, активность вирусов в клетках, действие лекарств.
|
| Лазер на центрах окраски
|
Длина волны 0,8—4 микрон
|
Оптическая (лампа вспышка, лазерная), пучок электронов
|
Спектроскопия, медицина.
|
См. также
Примечания
|
