Мікролазер

МІКРОЛА́ЗЕР — термін, що пере­важно за­стосовують у лазерній техніці щодо невеликих за роз­мірами твердотільних лазерів з діодною накачкою, активним середовищем яких є лазерний кри­стал, часто інтегрований з елементами керува­н­ня параметрами лазерної генерації (модулятором добротності, генератором гармонік тощо) з роз­мірами в одиниці міліметрів; інколи — стосовно мініатюрних лазерів з активним середовищем на основі барвників у рідкій або твердотільній матриці, лазерів на окремих атомах тощо. Термін «М.» традиційно не вживають стосовно напів­провід­ник. лазерів, не­зважаючи на те, що вони є одними із найменших з ві­домих типів лазерів і роз­міри актив. середовища яких складають від одиниць до сотень мікрометрів. У М. на основі твердотіл. кри­сталіч. матриць актив. елемент виготовляють у ви­гляді пластини або циліндра довжиною від одного до кількох міліметрів з паралел. полірованими торцями, на які наносять дзеркал. покри­т­тя на довжині хвилі генерації, що утворює плоский резонатор. Оптичну накачку лазера здійснюють лазер. діодом через один з торців, на який нанесене покри­т­тя з високим пропуска­н­ням для ви­промінюва­н­ня накачки. Часто до актив. елемента при­єд­нують ін. елементи для здійсне­н­ня керува­н­ня параметрами лазера: нелінійно оптич. матеріал для генерації оптич. гармонік, кри­стал з насиче­н­ням по­глина­н­ня для модуляції добротності, електрооптич. кри­стал для керува­н­ня довжиною хвилі ви­промінюва­н­ня або пасив. про­зорий матеріал для збільше­н­ня площі попереч. пере­різу моди та збільше­н­ня вихід. потужності лазера, фотон. кри­стал для покраще­н­ня попереч. простор. структури пучка. Як активні середовища М. викорис­товували доповані іонами неодиму Nd+ кри­стали Nd:YAG, NPP, LNP, Nd:GSGG, Nd:YVO₄, Nd:LaMgAl₁₁O₁₉, Nd:YCeAG, Nd:YLF, NdxY₁-xA_l3(BO₃)₄, Nd:La₂O₂S, Nd:MgO:LiNbO₃ і Cr,Nd:YAG з пере­ходами на дов­жинах хвиль генерації близько 0,94, 1,06 та 1,32 мкм. Роз­роблені М. на допованих ін. іонами кри­сталах: іон хрому Cr:LiSAF з генерацією на довжинах хвиль 0,8–1,0 мкм, Yb:YAG лазер на 1,03 мкм, Yb,Er стекла на 1,5 мкм, Tm та Ho на 2 мкм, доповані Cr халькогеніди на 2,3 та 2,5 мкм, доповані Er на 3 мкм. Проте з усіх актив. середовищ найбільш широко використовують Nd:YAG та Nd:YVO₄. М. можуть працювати як у неперерв., так і в імпульс. режимах. М. неперерв. режиму охоплюють широкий діапазон довжин хвиль, можуть працювати на одній по­здовж. та одній майже ідеал. попереч. моді. Середня вихідна потужність М. складає від десятків до сотень міліват. Завдяки короткому резонатору М. у режимі модуляції добротності генерують найкоротші імпульси порівняно з ін. типами твердотіл. лазерів, з потужністю до кількох сотень кіловат в імпульсі. Найчастіше для модуляції доб­ротності за­стосовують кри­стал Cr₄:YAG, зокрема з актив. елементом Nd:YAG на довжинах хвиль 946 нм, 1,064 мкм та 1074 мкм; з Nd:YVO₄ на 1,064 мкм; Nd:GdVO₄ на 1,062 мкм та Yb:YAG на 1,03 мкм. Пер­спективи за­стосува­н­ня М. базуються на їхній здатності генерувати короткі субнаносекундні світл. імпульси в режимі модуляції добротності більш ефективно порівняно з ін. типами мініатюр. лазерів, зокрема напів­провід­никових і на оптич. волокнах. М. за­стосовують у лазер. флуоресцент. мікро­скопії, спектро­скопії (зокрема лазерно-іскровій), системах лазерно-іскрового запале­н­ня ДВЗ, лідарах, лазер. маркуван­ні, мікрооб­роблен­ні матеріалів тощо.

Завантажити статтю