imported>EsInks: /* Полупроводниковые лазеры */

2025-12-03T19:08:40Z

Полупроводниковые лазеры

Новая страница

Далее приводится таблица параметров наиболее распространённых [[лазер]]ов различных типов, рабочие длины волн, области применения.

== Типы и виды лазеров ==
{{Файл с описанием|Commercial laser lines.svg|775px|||заголовок=Длины волн лазеров различных типов|Типы лазеров с четкими линиями излучения приведены в верхней части, в то время как нижняя отображает лазеры, способные излучать в диапазоне длин волн. Высота линий и полос соответствует максимальным энергиями коммерчески доступных лазеров, сплошные линии - непрерывное излучение, пунктир - импульсное. Сплошные зеленые квадраты - мощность одиночного полупроводникового лазера, горизонтальные зеленые линии - увеличение мощности множественных лазеров. Для Ar+-Kr+ подписаны лишь основные линии, остальные обозначены короткими линиями. Шкала длин волн сочетает линейный и логарифмический масштабы. Цветом выделены различные материалы накачки лазеров (см. описание рисунка, на английском языке). Данные приводятся в соответствии с ''Handbook of laser wavelengths'' <ref>Weber, Marvin J. ''Handbook of laser wavelengths'', CRC Press, 1999. ISBN 0-8493-3508-6</ref>, при этом в таблице добавлены новые типы лазеров, включая полупроводниковые|рамка=двойная}}

=== [[Газовый лазер|Газовые лазеры]] ===
{| class="wikitable"
! Рабочее тело
! Длина волны
! Источник накачки
! Применение
|-
| [[Гелий-неоновый лазер]]
| 632,8 нм (543,5; 593,9; 611,8 нм, 1,1523; 1,52; 3,3913 мкм)
| Электрический разряд
| [[Интерферометрия]], [[голография]], [[спектроскопия]], считывание [[штрих-код]]ов, демонстрация оптических эффектов.
|-
| [[Аргоновый лазер]]
| 488,0; 514,5 нм, (351; 465,8; 472,7; 528,7 нм)
| Электрический разряд
| Лечение [[сетчатка|сетчатки]] глаза, [[литография]], накачка других лазеров.
|-
| [[Криптон]]овый лазер
| 416; 530,9; 568,2; 647,1; 676,4; 752,5; 799,3 нм
| Электрический разряд
| Научные исследования, в смеси с [[аргон]]ом лазеры белого света, лазерные шоу.
|-
| [[Ксенон]]овый лазер
| Множество [[Спектральная линия|спектральных линий]] по всему видимому [[спектр]]у и частично в [[Ультрафиолет|УФ]] и [[Инфракрасное излучение|ИК]] областях.
| Электрический разряд
| Научные исследования.
|-
| [[Азот]]ный лазер
| 337,1 нм (316; 357 нм)
| Электрический разряд
| Накачка [[лазер на красителях|лазеров на красителях]], исследование загрязнения атмосферы, научные исследования, учебные лазеры.
|-
| Лазер на [[Фтористый водород|фтористом водороде]]
| 2,7—2,9 мкм (Фтористый водород) 3,6—4,2 мкм ([[фторид дейтерия]])
| Химическая реакция горения [[этилен]]а и трёхфтористого [[азот]]а (NF3), инициируемая электрическим разрядом (импульсный режим)
| Способен работать в постоянном режиме в области мегаваттных мощностей и в импульсном режиме в области тераваттных мощностей. Один из самых мощных лазеров. Лазерные вооружения. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС).
|-
| [[Химический кислородно-йодный лазер|Химический лазер на кислороде и иоде]] (COIL)
| 1,315 мкм
| Химическая реакция в пламени [[синглетный кислород|синглетного кислорода]] и [[Иодат кальция|иода]]
| Способен работать в постоянном режиме в области мегаваттных мощностей. Также создан и импульсный вариант. Научные исследования, лазерные вооружения. Обработка материалов. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС). В перспективе: источник накачки неодимовых лазеров и рентгеновских лазерных систем.
|-
| [[Углекислотный лазер]] ([[углекислый газ|CO2]])
| 10,6 мкм, (9,6 мкм)
| Поперечный (большие мощности) или продольный (малые мощности) электрический разряд, химическая реакция (DF-CO2 лазер)
| Обработка материалов (резка, [[сварка]]), [[хирургия]].
|-
| Лазер на монооксиде углерода ([[угарный газ|CO]])
| 2,5—4,2 мкм, 4,8—8,3 мкм
| Электрический разряд; химическая реакция
| Обработка материалов ([[гравировка]], [[сварка]] и т. д.), [[фотоакустическая спектроскопия]].
|-
| [[Эксимерный лазер]]
| 193 нм (ArF), 248 нм (KrF), 308 нм (XeCl), 353 нм (XeF)
| [[Рекомбинация (химия)|Рекомбинация]] [[эксимер]]ных молекул при электрическом разряде
| [[Ультрафиолетовая литография]] в полупроводниковой промышленности, лазерная хирургия, коррекция зрения.
|}

=== [[Лазер на красителях|Лазеры на красителях]] ===
{| class="wikitable"
! Рабочее тело
! Длина волны
! Источник накачки
! Применение
|-
| [[Лазер на красителях]]
| 390—435 нм ([[Транс-Стильбен|Стильбен]]), 460—515 нм ([[Кумарин]] 102), 570—640 нм ([[Родамин]] 6G), другие
| Другой лазер, импульсная лампа.
| Научные исследования, [[спектроскопия]], [[косметическая хирургия]], [[разделение изотопов]]. Рабочий диапазон определяется типом красителя.
|}

=== Лазеры на парах металлов ===
{| class="wikitable"
! Рабочее тело
! Длина волны
! Источник накачки
! Применение
|-
| [[Гелий]]-[[кадмий|кадмиевый]] лазер на парах металлов
| 440 нм, 325 нм
| Электрический разряд в смеси паров металла и гелия.
| [[Полиграфия]], [[ультрафиолет|УФ]] детекторы валюты, научные исследования.
|-
| [[Гелий]]-[[ртуть|ртутный]] лазер на парах металлов
| 567 нм, 615 нм
| Электрический разряд в смеси паров металла и гелия.
| [[Археология]], научные исследования, учебные лазеры.
|-
| [[Гелий]]-[[селен]]овый лазер на парах металлов
| до 24 спектральных полос от красного до [[Ультрафиолет|УФ]]
| Электрический разряд в смеси паров металла и гелия.
| [[Археология]], научные исследования, учебные лазеры.
|-
| Лазер на парах [[Медь|меди]]
| 510,6 нм, 578,2 нм
| Электрический разряд
| [[Дерматология]], скоростная [[фотография]], накачка [[Лазер на красителях|лазеров на красителях]].
|-
| Лазер на парах [[Золото|золота]]
| 627 нм
| Электрический разряд
| [[Археология]], [[медицина]].
|}

=== [[Твердотельный лазер|Твердотельные лазеры]] ===
{| class="wikitable"
! Рабочее тело
! Длина волны
! Источник накачки
! Применение
|-
| [[Рубин]]овый лазер
| 694,3 нм
| Импульсная лампа
| [[Голография]], удаление татуировок. Первый представленный тип лазера ([[1960]]).
|-
| [[Алюмо-иттриевый гранат|Алюмо-иттриевые]] лазеры, допированные [[неодим]]ом ([[Nd:YAG-лазер|Nd:YAG]])
| 1,064 мкм, (1,32 мкм)
| Импульсная лампа, [[лазерный диод]]
| Обработка материалов, [[лазерный дальномер|лазерные дальномеры]], [[Лазерный целеуказатель|лазерные целеуказатели]], [[хирургия]], научные исследования, накачка других лазеров. Один из самых распространённых лазеров высокой мощности. Обычно работает в импульсном режиме (доли наносекунд). Нередко используется в сочетании с удвоителем частоты и соответственным изменением длины волны на 532 нм. Известны конструкции с квазинепрерывным режимом излучения.
|-
| Лазер на [[фтор]]иде [[иттрий|иттрия]]-[[литий|лития]] с легированием [[неодим]]ом (Nd:YLF)
| 1,047 и 1,053 мкм
| Импульсная лампа, [[лазерный диод]]
| Наиболее часто используются для накачки [[Титан-сапфировый лазер|титан-сапфировых лазеров]], используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике.
|-
| Лазер на [[Ванадат иттрия|ванадате иттрия]] (YVO4) с легированием [[неодим]]ом (Nd:YVO)
| 1,064 мкм
| [[лазерный диод|Лазерные диоды]]
| Наиболее часто используются для накачки [[Титан-сапфировый лазер|титан-сапфировых лазеров]], используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике.
|-
| Лазер на [[неодим]]овом стекле (Nd:Glass)
| ~1,062 мкм ([[силикатное стекло|Силикатные стёкла]]), ~1,054 мкм ([[Фосфатное стекло|Фосфатные стёкла]])
| Импульсная лампа, [[лазерный диод|Лазерные диоды]]
| Лазеры сверхвысокой мощности (тераватты) и энергии (мегаджоули). Обычно работают в нелинейном режиме утроения частоты до 351 нм в устройствах лазерной плавки. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС). Накачка рентгеновских лазеров.
|-
| [[Титан-сапфировый лазер]]
| 650—1100 нм
| Другой лазер
| [[Спектроскопия]], [[Лазерный дальномер|лазерные дальномеры]], научные исследования.
|-
| [[Алюминий|Алюмо]]-[[иттрий|иттриевые]] лазеры с легированием [[Тулий|тулием]] (Tm:YAG)
| 2,0 мкм
| [[лазерный диод|Лазерные диоды]]
| Лазерные [[Лидар|радары]]
|-
| [[Алюминий|Алюмо]]-[[иттрий|иттриевые]] лазеры с легированием [[иттербий|иттербием]] (Yb:YAG)
| 1,03 мкм
| Импульсная лампа, [[лазерный диод|Лазерные диоды]]
| Обработка материалов, исследование сверхкоротких импульсов, [[мультифотонная микроскопия]], [[Лазерный дальномер|лазерные дальномеры]].
|-
| [[Алюминий|Алюмо]]-[[иттрий|иттриевые]] лазеры с легированием [[гольмий|гольмием]] (Ho:YAG)
| 2,1 мкм
| [[лазерный диод|Лазерные диоды]]
| [[Медицина]]
|-
| [[Церий]]-легированный [[литий]]-[[стронций]] (или [[кальций]])-[[алюминий|алюмо]]-[[фтор]]идный лазер (Ce:LiSAF, Ce:LiCAF)
| ~280-316 нм
| Лазер Nd:YAG с учетверением частоты, [[Эксимерный лазер]], лазер на парах [[ртуть|ртути]].
| Исследование атмосферы, [[лазерный дальномер|лазерные дальномеры]], научные разработки.
|-
| Лазер на [[александрит]]е с легированием [[хром]]ом
| Настраивается в диапазоне от 700 до 820 нм
| Импульсная лампа, [[лазерный диод|Лазерные диоды]]. Для непрерывного режима — дуговая ртутная лампа
| [[Дерматология]], [[лазерный дальномер|лазерные дальномеры]].
|-
| [[Волоконный лазер]] с легированием [[эрбий|эрбием]]
| 1,53-1,56 мкм
| [[лазерный диод|Лазерные диоды]]
| [[Оптический усилитель|Оптические усилители]] в [[Волоконно-оптическая линия передачи|волоконно-оптических линиях связи]], обработка металлов (резка, сварка, гравировка), термораскалывание стекла, медицина, косметология.
|-
| Лазеры на [[фтор]]иде [[кальций|кальция]], легированном [[Уран (элемент)|ураном]] (U:CaF2)
| 2,5 мкм
| Импульсная лампа
| Первый 4-х уровневый твердотельный лазер, второй работающий тип лазера (после рубинового лазера Маймана), охлаждался жидким гелием, сегодня нигде не используется.
|-
| Лазеры на [[халькоген]]идах [[цинк]]а/[[кадмий|кадмия]], легированных переходными металлами ([[хром (элемент)|хромом]],[[железо (элемент)|железом]]) (TM2+:AIIBVI, Cr2+:CdSe, Cr2+:ZnSe, Fe2+:ZnSe)
| Cr2+ 1,9-3,6 мкм, Fe2+ 4-5.5 мкм
| для Cr2+-легированной активной среды — лазерный диод, эрбиевый или тулиевый волоконные лазеры, для Fe2+-легированной активной среды — Er:YAG лазер (2,94 мкм)
| Твердотельные лазеры с широкой полосой перестройки, генерация фемтосекундных лазерных импульсов
|}

=== [[Полупроводниковый лазер|Полупроводниковые лазеры]] ===
{| class="wikitable"

|-
! Рабочее тело || width="40%" | Длина волны || Источник накачки || Применение
|-
| [[Полупроводник]]овый [[лазерный диод]]
| Длина волны зависит от материала и структуры активной области: 
ближний УФ, фиолетовый, синий — полупроводниковые нитриды Ga, Al; 
красный, ближний ИК-диапазон — соединения на основе Al, Ga, As; 
ближний и средний ИК-диапазон — соединения, содержащие In, P, Sb; 
средний ИК — дальний ИК-диапазон — соли [[свинец|свинца]]; 
средний ИК — терагерцовый диапазон — полупроводниковые [[квантовый каскадный лазер|квантово-каскадные лазеры]]
| Электрическая накачка (накачка электрическим током, инжекционная накачка)
| [[Телекоммуникации]], [[голография]], [[лазерный целеуказатель|лазерные целеуказатели]], [[лазерный принтер|лазерные принтеры]], накачка лазеров других типов. AlGaAs-лазеры ([[алюминий]]-[[мышьяк|арсенид]]-[[галлий|галлиевые]]), работающие в диапазоне 780 нм используются в проигрывателях [[компакт-диск]]ов и являются самыми распространёнными в мире.
|}

=== Другие типы лазеров ===
{| class="wikitable"
! Рабочее тело
! Длина волны
! Источник накачки
! Применение
|-
| [[Лазер на свободных электронах]]
| Длина волны рентгеновского лазера варьируется в диапазоне 0,085—6 нм
| Пучок релятивистских [[электрон]]ов
| Исследования атмосферы, [[материаловедение]], [[медицина]], [[противоракетная оборона]].
|-
| Псевдо-[[никель|никелево]]-[[самарий|самариевый]] лазер
| [[Рентгеновское излучение]] 7,3—15 нм
| Излучение в сверхгорячей [[плазма|плазме]] [[самарий|самария]], создаваемое двойными импульсами лазера на [[неодим]]овом стекле. [https://web.archive.org/web/20041212095742/http://www.clf.rl.ac.uk/Reports/1996-1997/pdf/16.pdf]
| Первый демонстрационный лазер, работающий в области жесткого рентгеновского излучения. Может применяться в [[микроскоп]]ах сверхвысокого разрешения и [[голография|голографии]]. Его излучение лежит в «окне прозрачности» воды и позволяет исследовать структуру [[ДНК]], активность [[вирус]]ов в клетках, действие лекарств.
|-
|[[Лазер на центрах окраски]]
| Длина волны 0,8—4 микрон
| Оптическая (лампа вспышка, лазерная), пучок [[электрон]]ов
| Спектроскопия, медицина.
|}

== См. также ==
* [[Устройство лазера]]
* [[Лазерные материалы]]

== Примечания ==
{{примечания}}
[[Категория:Лазеры по видам| ]]

Виды лазеров - История изменений

imported>EsInks: /* Полупроводниковые лазеры */