موضوع مقاله: لیزر حالت جامد | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # لیزر حالت جامد | مقدمه: لیزر حالت جامد لیزری است که در آن برای انتقال انرژی از یک محیط بهره لیزری جامد استفاده می‌شود؛ به جای استفاده از یک مایع، آن‌گونه که در لیزرهای رنگی استفاده می‌شود (که محیط فعال آن مایع است)، یا گاز در لیزرهای گازی. | ## بخش 1: لیزر حالت جامد | لیزرهای نیمه‌رسانا نیز در حالت جامد هستند، با این حال به‌طور کلی آن‌ها به عنوان یک کلاس جدا از لیزرهای حالت جامد در نظر گرفته می‌شوند (لیزر دیودی را ببینید). محیط حالت جامد به‌طور کلی، محیط فعال لیزر حالت جامد از یک ماده «میزبان» شیشه‌ای یا کریستالی تشکیل شده‌است، که به آن «مواد آلاینده» مانند نئودیمیم، کروم، اربیوم، تولیم یا ایتربیومZ. بسیاری از آلاینده‌های معمولی عنصرهای خاکی کمیاب هستند، زیرا حالت‌های برانگیخته این نوع یون‌ها به شدت با ارتعاشات شبکه‌های بلوری آن‌ها (فونون‌ها) همراه نیستند و می‌توان در شدت نسبتاً پایین پمپاژ لیزر به آستانه‌های عملیاتی آن‌ها رسید. صدها محیط حالت جامد وجود دارد که در آن‌ها عمل‌کرد لیزر حاصل می‌شود، اما انواع نسبتاً کمی از آن‌ها به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. شیشه های دوپد شده نئودیمیم (شیشه Nd: شیشه) و سرامیک های دوپ دار ایتربیوم در سطح قدرت بسیار بالا (تراوات) و انرژی های زیاد (مگاژول) ، برای همجوشی محصور اینرسی با پرتو چند استفاده می شود. از لیزرهای روبی هنوز هم برای چند کاربرد استفاده می شود ، اما به دلیل بازده کم توان معمول نیستند. | ## بخش 2: لیزر حالت جامد | در دمای اتاق ، لیزرهای یاقوت فقط پالس های کوتاه نور منتشر می کنند ، اما در دمای برودتی می توان آنها را به گونه ای تولید کرد که قطار پالس هایی مداوم داشته باشند. برخی از لیزرهای حالت جامد همچنین می توانند با استفاده از چندین تکنیک درون سنگی ، که از اتالون ها ، منشورها و مشبک ها یا ترکیبی از اینها استفاده می شود ، قابل تنظیم باشند. یاقوت کبود تیتانیوم برای دامنه تنظیم گسترده ، 660 تا 1080 نانومتر به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. پمپ کردن رسانه های لیزر حالت جامد معمولاً با استفاده از چراغ قوه یا لامپ قوس الکتریکی یا توسط دیودهای لیزر به صورت نوری پمپ می شوند. لیزرهای حالت جامد پمپ شده با دیود بسیار کارآمدتر هستند و با کاهش هزینه لیزرهای نیمه هادی با قدرت بالا بسیار رایج تر شده اند. انواع لیزر های حالت جامد یون فلزی لیزرهای حالت جامد فلزی از نظر تنوع مواد لیزری ، امکان ساخت انواع مختلف سیستمهای لیزری و بالا بردن کیفیت پرتوهای خروجی از پتانسیل بالایی برخوردارند. | ## بخش 3: لیزر حالت جامد | هر سیستم لیزری حالت جامد یون فلزی دارای سه بخش مهم زیر است: ماده میزان با خواص ماکروسکوپیکی ، مکانیکی ، حرارتی و اپتیکی مناسب یونهای فعال چشمه‌های دمش اپتیکی لیزر یاگ(YAG) در حال حاضر ، کاربردی‌ترین لیزر حالت جامد که برای پردازش و ماشین کاری مواد بکار می‌رود، لیزر یاگ است که از بلور سنگ آلومینیوم ایتریم(Y3Al5O12) که به آن 0.1 تا 1 درصد یون نئودیمیم اضافه شده است، ساخته می‌شود. لیزرهای Er لیزرهای ایربیوم بخاطر داشتن دو طول موج ویژه اهمیت دارند، اما از نظر انرژی خروجی مانند لیزرهای (Nd)خیلی قابل توجه نیستند. بلور ( YAG)که با چگالی بالا به یونهای ایربیوم آلاییده شده است یک خروجی در 2.9 متر و شیشه فسفات آلاییده به ایربیوم خروجی در 1.54 میکرومتر دارند. هر دو این طول موجها توسط آب جذب می‌شوند که باعث می‌شود این لیزرها کاربردهای جالبی در پزشکی برای طول موج 2.9 میکرومتر و برای فاصله یابهای ایمن چشم در طول موج 1.54 میکرومتر داشته باشند. | ## جمع‌بندی | لیزرهای نئودیمیم روی چندین خط می‌توانند نوسان کنند که قویترین و لذا متداول‌ترین آنها در طول موج 1.06 میکرومتر است.