II: LASER ND:YAG 2.1: Đặc điểm
2.3: Cỏc phương phỏp bơm trong laser Nd:YAG
Cú hai phương phỏp tạo nghịch đảo nồng độ trong laser Nd: YAG. Đú là phương phỏp bơm bằng đốn flash và phương phỏp bơm bằng diode laser.
• Bơm bằng đốn flash
Đõy là phương phỏp rẻ và thụng dụng nhất. Đốn flash gồm một ống silic cú chiều dài, đường kớnh phự hợp cú gắn hai điện cực ở hai đầu. Khi cú đảo mức với một biờn độ lớn trong thời gian ngắn, một tia plasma xuất hiện giữa hai điện cực chuyển năng lượng điện thành năng lượng bức xạ (ỏnh sỏng trong vựng hồng ngoại, tử ngoại và vựng ỏnh sỏng nhỡn thấy) với hiệu suất cao. Một vài súng ỏnh sỏng bị hấp thụ bởi cỏc ion hoạt động được cấy vào ống, bởi cỏc mức năng lượng và tạo ra đảo mức.
Đốn flash dựng trong laser Nd: YAG liờn tục được nạp đầy bởi vài lớp khớ Kr. Trong trường hợp này, plasma chủ yếu trong khoảng 800 nm (là bước súng dễ dàng bị hấp thụ bởi ion Nd). Cỏc đốn thường cú tuổi thọ khoảng vài trăm giờ và bị giới hạn do cỏc vật liệu làm điện cực trong đốn.
Người ta đỏnh giỏ hiệu quả đốn flash ở khả năng cấp flash đến hoạt chất và được nú hấp thụ. Người ta cũn quan tõm đến sự tương ứng giữa nhu cầu và kết quả của năng lượng chuyển qua khe phúng. Nếu tia plasma càng phản xạ ít khi đI từ đốn đến hoạt chất thỡ hiệu suất càng cao. Do đú , khi thiết kế ta đặt đốn càng gần laser càng tốt. Thờm nữa ta đặt cỏc lớp phản xạ bao quanh hệ thống để phản xạ ỏnh sỏng lại gần laser. Cuối cựng để đồng bộ ta chế tạo lớp phản xạ cao từ cỏc vật liệu khuếch tỏn (BaSO4).
• Bơm bằng diode laser
Bơm bằng diode laser cho hiệu quả cao do đặc tớnh của diode laser là chuyển điện năng thành năng lượng phỏt xạ rất hợp với hấp thụ của hoạt chất. Nú cũng đồng thời giảm thất thoỏt plasma.
Do diode laser bị giới hạn bởi cụng suất ra max, tổng cụng suất đầu ra giảm tỉ lệ với tần số xung ra . Do đú cỏc loại phỏt xạ dài sẽ cú hiệu quả hơn phỏt xạ xung hẹp. Người ta thường bơm cho giải hấp thụ của Nd3+ trong khoảng 810 nm
Hiện nay đối với laser Nd: YAG người ta thường dựng diode laser thay vỡ dựng đốn flash. Bởi vỡ diode laser phỏt ra bức xạ quang trong dải phổ hẹp. Khi bước súng phỏt ra nằm trong dải hấp thụ của ion kớch thớch Nd3+, việc bơm của diode laser cú thể đạt hiệu suất cao với sự phỏt nhiệt vừa phải. Hiệu quả của bơm bằng đốn flash bị giới hạn bởi phổ phỏt xạ rộng của đốn và hiệu suất hấp thụ thấp. Lượng nhiệt dư thừa và sự thay đổi bất thường của cụng suất cũng làm giảm giỏ trị laser cũng nh hạn chế tuổi thọ của đốn.