La pierre cristal laser et ses propriétés
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Le laser est une substance incroyable. C’est une grande découverte depuis la découverte de l’énergie atomique, de l’informatique et des semi-conducteurs. Alors quelle pierre cristal laser est utilisée ?
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Applications de la pierre cristal laser
On sait que la luminosité du laser est assez élevée, pouvant atteindre des milliards de fois celle du soleil ou même plus. Elle est pure et avec une excellente mono-chromaticité. Elle a une collimation incomparable (voyage en ligne droite). Le laser a une grande puissance. L’explosion d’énergie peut pénétrer et fondre même la substance la plus dure. Il a donc une large application dans la fabrication, la vie ainsi que la recherche scientifique. C’est aussi une arme puissante pour les gens à explorer la nature.
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L’équipement pouvant générer du laser est appelé appareil laser. Selon les substances de travail, les dispositifs laser peuvent être divisés en laser à gaz, laser solide, laser liquide et laser à semi-conducteur. Selon les modes de fonctionnement, il existe un laser continu, un laser à impulsions et un laser à impulsions ultra-rapides. Les lasers les plus communs sont laser He-Ne, laser CO2, laser rubis, laser en verre néodyme et ainsi de suite
Le matériau cristallin est largement utilisé dans les lasers. Le cristal utilisé dans le laser est la pierre cristal laser. C’est une sorte de matériau cristallin qui peut transférer de l’énergie du monde extérieur dans un matériau cristallin avec un parallélisme élevé et un laser monochromatique dans l’espace et le temps à travers un résonateur optique. Par exemple, le matériau utilisé dans le premier dispositif laser inventé dans les années 1960 était le cristal de rubis (Cr: Al2O3).
Dans les années 1970, l’avènement du cristal de grenat d’yttrium et d’aluminium dopé au néodyme (Nd: YAG) a favorisé le développement du laser solide ; l’avènement du saphir dopé au titane dans les années 1980 a rendu possible la possibilité d’un laser ultra court, ultra rapide et ultra puissant et la popularité du laser femtoseconde ; et l’avènement du cristal de vanadate d’yttrium dopé au néodyme (Nd: YVO4) dans les années 1990 a fait une nouvelle ère de développement pour le laser solide.
DPL est le laser le plus prometteur parmi les différents types de lasers. Et le cristal laser est la partie centrale de DPL.
De sa structure micro, le cristal de laser se compose du centre de luminescence et de la pierre cristal laser d’hôte. La plupart du centre de luminescence du cristal laser est constitué d’ions actifs. Alors que l’ion actif devient une partie du cristal hôte, il devient alors un cristal laser auto-activé.
Les ions actifs utilisés dans les cristaux de laser sont principalement des ions de métaux de transition et des ions de terres rares trivalents. L’électron optique de l’ion de métal de transition est l’électron 3d de l’enveloppe externe ; cet électron optique peut être directement affecté par le champ de la pierre cristal laser environnant. L’électron 4f de l’ion trivalent des terres rares est protégé par des électrons 5s et 5p de l’enveloppe externe, réduisant ainsi l’effet de son champ de cristal environnant ; tandis que la perturbation du champ cristallin peut conduire à la transition de l’électron 4f initialement interdit, et forme des spectres d’absorption et de fluorescence. Ainsi, le changement des ions trivalents des terres rares dans différents cristaux est évidemment différent des ions des métaux de transition.
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Les pierres cristal laser utilisées
Les cristaux hôtes utilisés dans les cristaux de laser sont principalement des oxydes et des fluorures. En tant que cristal hôte, il devrait avoir des caractéristiques physiques et chimiques stables ; il peut facilement générer des cristaux de grande taille avec une bonne homogénéité optique et un faible prix. En même temps, nous devrions remarquer l’adaptabilité entre la pierre cristal laser hôte et les ions actifs : par exemple, le rayon, l’électronégativité et l’état de valence entre l’ion positif de l’hôte et l’ion actif devraient être aussi proches que possible.
En plus, nous devrions également tenir compte de l’impact du champ de cristal hôte sur le spectre d’ions actifs. Pour certains cristaux hôtes avec une fonction spéciale, il peut directement générer du laser avec certaines fonctions spéciales après mélange avec des ions actifs.
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