铒玻璃激光器

2025-12-05

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掺铒玻璃激光器(Erbium-doped Glass Laser)是一种以掺入铒离子(Er³⁺)的特定玻璃材料作为工作物质的固体激光器。它最显著的特点是输出波长位于1.53–1.56微米(μm)的人眼安全波段,因此在多个领域有重要应用。

核心特点与原理

工作物质:其核心是“掺铒玻璃”,即在硅酸盐、磷酸盐或氟磷酸盐等玻璃基质中,掺入一定浓度的铒离子(Er³⁺)作为发光中心。

发光原理:通过外部光源(称为“泵浦源”,如激光二极管)的能量激发玻璃中的铒离子,使其跃迁到高能态。当这些离子跃迁回低能态时,会释放出波长为1.5 μm左右的光子,并通过光学谐振腔的反馈形成激光输出。

人眼安全:1.5 μm波长的激光能被眼睛的角膜和晶状体吸收,几乎不会到达视网膜,大大降低了对人眼造成永久性损伤的风险,这是它相比其他波长激光器(如1064 nm)的巨大优势。

主要应用领域

激光测距与遥感:广泛应用于军事、测绘、气象等领域的激光测距仪和激光雷达(LiDAR),因其人眼安全特性,尤其适合在人口密集区或训练场使用。

光纤通信:是掺铒光纤放大器(EDFA) 的核心技术,用于放大1550 nm通信窗口的光信号,是现代长距离光纤通信网络的基石。

医疗与工业加工:用于皮肤美容(如祛斑、嫩肤)、医疗手术以及一些材料的精密加工。

优势与挑战

优势人眼安全、玻璃材料制备灵活可制成各种形状(如纤维、块状)、结构紧凑、稳定性好。

挑战:玻璃的热导率通常较低,在高功率运行时散热是一大挑战,可能影响光束质量和效率。

总而言之,掺铒玻璃激光器是一种性能独特且应用广泛的光源,其核心价值在于提供了安全可靠的近红外激光解决方案。



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