ประเภทของเลเซอร์ที่ปรับได้

ประเภทของเลเซอร์ที่ปรับได้

โดยทั่วไป การประยุกต์ใช้เลเซอร์ที่ปรับความยาวคลื่นได้สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ คือ ประเภทแรกคือกรณีที่เลเซอร์แบบเส้นเดียวหรือหลายเส้นที่มีความยาวคลื่นคงที่ไม่สามารถให้ความยาวคลื่นที่ต้องการได้ และประเภทที่สองคือสถานการณ์ที่...เลเซอร์ต้องปรับความยาวคลื่นอย่างต่อเนื่องในระหว่างการทดลองหรือการทดสอบต่างๆ เช่น การทดลองทางสเปกโทรสโกปีและการทดลองตรวจจับแบบปั๊ม

เลเซอร์แบบปรับความยาวคลื่นได้หลายชนิดสามารถสร้างพัลส์แบบต่อเนื่อง (CW) นาโนวินาที พิโควินาที หรือเฟมโตวินาทีได้ ลักษณะเฉพาะของพัลส์จะถูกกำหนดโดยตัวกลางเพิ่มกำลังแสงเลเซอร์ที่ใช้ ข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับเลเซอร์แบบปรับความยาวคลื่นได้คือต้องสามารถปล่อยแสงเลเซอร์ได้ในช่วงความยาวคลื่นที่กว้าง สามารถใช้ส่วนประกอบทางแสงพิเศษเพื่อเลือกความยาวคลื่นเฉพาะหรือช่วงความยาวคลื่นจากแถบการปล่อยแสงของเลเซอร์ได้เลเซอร์ที่ปรับได้ในที่นี้เราจะแนะนำเลเซอร์ปรับความถี่ได้ที่ใช้กันทั่วไปหลายชนิดให้คุณรู้จัก

เลเซอร์คลื่นนิ่งแบบปรับได้ต่อเนื่อง (Tunable CW standing wave laser)

ในเชิงแนวคิดแล้วเลเซอร์ CW ​​ที่ปรับได้เลเซอร์ชนิดนี้มีโครงสร้างที่ง่ายที่สุด ประกอบด้วยกระจกสะท้อนแสงสูง ตัวกลางเพิ่มกำลังแสง และกระจกเชื่อมต่อเอาต์พุต (ดูรูปที่ 1) และสามารถให้เอาต์พุตแบบต่อเนื่อง (CW) โดยใช้ตัวกลางเพิ่มกำลังแสงเลเซอร์ที่หลากหลาย เพื่อให้สามารถปรับความยาวคลื่นได้ จำเป็นต้องเลือกตัวกลางเพิ่มกำลังแสงที่ครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นเป้าหมาย

2. เลเซอร์วงแหวน CW ที่ปรับได้

เลเซอร์แบบวงแหวนถูกนำมาใช้เป็นเวลานานในการสร้างเอาต์พุตแบบต่อเนื่อง (CW) ที่ปรับได้ผ่านโหมดตามยาวเดี่ยว โดยมีแบนด์วิดท์สเปกตรัมอยู่ในช่วงกิโลเฮิร์ตซ์ เช่นเดียวกับเลเซอร์แบบคลื่นนิ่ง เลเซอร์แบบวงแหวนที่ปรับได้ยังสามารถใช้สีย้อมและไทเทเนียมแซฟไฟร์เป็นตัวกลางเพิ่มกำลังได้ สีย้อมสามารถให้ความกว้างของเส้นสเปกตรัมที่แคบมาก น้อยกว่า 100 กิโลเฮิร์ตซ์ ในขณะที่ไทเทเนียมแซฟไฟร์ให้ความกว้างของเส้นสเปกตรัมที่น้อยกว่า 30 กิโลเฮิร์ตซ์ ช่วงการปรับของเลเซอร์สีย้อมคือ 550 ถึง 760 นาโนเมตร และของเลเซอร์ไทเทเนียมแซฟไฟร์คือ 680 ถึง 1035 นาโนเมตร เอาต์พุตของเลเซอร์ทั้งสองประเภทสามารถเพิ่มความถี่เป็นสองเท่าไปยังย่านยูวีได้

3. เลเซอร์แบบกึ่งต่อเนื่องที่ล็อกโหมด

สำหรับการใช้งานหลายอย่าง การกำหนดลักษณะเวลาของเอาต์พุตเลเซอร์อย่างแม่นยำนั้นสำคัญกว่าการกำหนดพลังงานอย่างแม่นยำ อันที่จริง การสร้างพัลส์แสงสั้นๆ จำเป็นต้องใช้โครงสร้างโพรงเลเซอร์ที่มีโหมดตามยาวหลายโหมดสั่นพ้องพร้อมกัน เมื่อโหมดตามยาวแบบวนรอบเหล่านี้มีความสัมพันธ์ของเฟสคงที่ภายในโพรงเลเซอร์ เลเซอร์จะอยู่ในสภาวะล็อกโหมด ซึ่งจะทำให้พัลส์เดี่ยวสามารถสั่นภายในโพรงได้ โดยมีคาบเวลาที่กำหนดโดยความยาวของโพรงเลเซอร์ การล็อกโหมดแบบแอคทีฟสามารถทำได้โดยใช้...ตัวปรับสัญญาณอะคูสโตออปติก(AOM) หรือการล็อกโหมดแบบพาสซีฟ สามารถทำได้ผ่านเลนส์เคอร์

4. เลเซอร์อิตเทอร์เบียมความเร็วสูงพิเศษ

แม้ว่าเลเซอร์ไทเทเนียมแซฟไฟร์จะมีประโยชน์ใช้สอยอย่างกว้างขวาง แต่การทดลองถ่ายภาพทางชีววิทยาบางอย่างจำเป็นต้องใช้ความยาวคลื่นที่ยาวกว่า กระบวนการดูดกลืนแสงสองโฟตอนโดยทั่วไปจะถูกกระตุ้นด้วยโฟตอนที่มีความยาวคลื่น 900 นาโนเมตร เนื่องจากความยาวคลื่นที่ยาวกว่าหมายถึงการกระเจิงที่น้อยกว่า ความยาวคลื่นกระตุ้นที่ยาวกว่าจึงสามารถขับเคลื่อนการทดลองทางชีววิทยาที่ต้องการความลึกในการถ่ายภาพที่มากขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า

ปัจจุบัน เลเซอร์แบบปรับความถี่ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในหลายสาขาสำคัญ ตั้งแต่การวิจัยทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานไปจนถึงการผลิตเลเซอร์ และวิทยาศาสตร์ชีวภาพและสุขภาพ เทคโนโลยีที่มีอยู่ในปัจจุบันมีหลากหลายมาก เริ่มตั้งแต่ระบบเลเซอร์แบบต่อเนื่อง (CW) ที่ปรับความถี่ได้ ซึ่งมีช่วงความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบ สามารถใช้สำหรับการวิเคราะห์สเปกตรัมความละเอียดสูง การจับโมเลกุลและอะตอม และการทดลองด้านควอนตัมออปติกส์ ซึ่งให้ข้อมูลสำคัญสำหรับนักวิจัยสมัยใหม่ ผู้ผลิตเลเซอร์ในปัจจุบันนำเสนอโซลูชันแบบครบวงจร โดยให้เอาต์พุตเลเซอร์ที่ครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นมากกว่า 300 นาโนเมตร ภายในช่วงพลังงานระดับนาโนจูล ระบบที่ซับซ้อนกว่านั้นครอบคลุมช่วงสเปกตรัมที่กว้างอย่างน่าประทับใจ ตั้งแต่ 200 ถึง 20,000 นาโนเมตร ในช่วงพลังงานระดับไมโครจูลและมิลลิจูล