Lasersde différentes longueurs d'onde ont des caractéristiques et des applications différentes. Par conséquent, les lasers sont largement utilisés, notamment dans les domaines médical, scientifique, de la fabrication industrielle, des communications, militaire et autres. Par exemple, dans le domaine médical, les lasers à lumière rouge peuvent être utilisés dans les mammographies médicales ; dans le domaine de la recherche scientifique, des lasers de différentes longueurs d'onde peuvent être utilisés dans le traitement fin des matériaux. En général, les caractéristiques et les applications des lasers de différentes longueurs d'onde sont déterminées par leurs principes de fonctionnement. Ainsi, dans les applications pratiques, il est nécessaire de sélectionner le laser approprié en fonction des besoins spécifiques.
La classification principale des lasers peut être distinguée selon le milieu de travail, la puissance de sortie, le mode de fonctionnement et la largeur d'impulsion. Cependant, la classification la plus courante se fait par milieu de gain, comprenant les lasers à gaz, les lasers liquides (lasers à colorant), les lasers solides et les lasers à semi-conducteurs.
La substance active des lasers à gaz est le gaz. Le plus représentatif est le laser au dioxyde de carbone. Le milieu de gain est l'hélium et le CO2. La longueur d'onde du laser généré est de 10,6 um. Il est principalement utilisé pour le soudage de matériaux non métalliques (tissu, plastique, bois, etc.) sur des machines de découpe et de lithographie.
Les lasers liquides sont également appelés lasers à colorant. Leurs substances actives sont certaines solutions de colorants organiques. Les longueurs d'onde de sortie sont principalement de la lumière visible ou de la lumière proche infrarouge. Ils sont utilisés dans la recherche médicale, scientifique et dans d’autres domaines.
Le matériau de travail d'un laser à semi-conducteurs est un centre luminescent composé d'ions métalliques pouvant produire un rayonnement stimulé mélangé à une matrice de cristal ou de verre. Les lasers à semi-conducteurs courants comprennent les lasers à rubis, les lasers Nd:YAG, etc.
La substance active des lasers à semi-conducteurs est constituée de matériaux semi-conducteurs, tels que l'arséniure de gallium, le phosphure d'indium, etc. Il présente les avantages d'une petite taille, d'un poids léger et d'un rendement élevé. Il est largement utilisé dans les communications, les dispositifs d'affichage et d'autres domaines.
Résumé des lasers courants et des longueurs d'onde correspondantes :
| Abréviation anglaise du laser | Longueur d'onde de sortie | Introduction de base |
| Laser ArF (Laser au fluorure d'argon) | 193 nm | Il fait référence à la lumière laser émise lorsque des molécules formées par un mélange de gaz inerte et de gaz halogène excitées par des faisceaux d'électrons passent à leur état fondamental, généralement dans la bande ultraviolette. |
| Laser KrF (laser au fluorure de krypton) | 248 nm | |
| Laser XeCl (laser excimer au chlorure de xénon) | 308 nm | |
| Laser XeF (laser excimer au fluorure de xénon) | 351 nm | |
| Laser HeCd (Laser Hélium-Cadmium) | 325 nm, 441,6 nm | Il s'agit d'un laser dont la substance active est du gaz. Différent des lasers excimer, les lasers à gaz sont des lasers produits par des transitions de niveaux d’énergie atomique. Les principales méthodes d'excitation comprennent l'excitation électrique, l'excitation optique, l'excitation pneumatique, etc. Les lasers à gaz ont généralement une très bonne qualité et cohérence de faisceaux. |
| Laser N2 (laser à azote, laser à azote) | 337,1 nm, 427 nm | |
| Laser Ar+ (laser à ions argon) | 488 nm, 514,5 nm, 351,1 nm, 363,8 nm | |
| Laser HeNe (laser hélium-néon) | 632,8 nm, 543,5 nm, 594,1 nm, 611,9 nm, 1 153 nm, 1 523 nm | |
| Laser Cu (laser à vapeur de cuivre) | 510,6 nm, 578,2 nm | |
| Laser Kr+ (laser ionique Krypton) | 647,1 nm, 676,4 nm | |
| Laser Nd:YAG (laser YAG quadruple fréquence) | 266 nm | Ce sont tous des lasers à semi-conducteurs basés sur du grenat d'yttrium et d'aluminium dopé au néodyme (Nd:YAG), qui est le laser le plus courant sur le marché. Sa double fréquence, sa triple fréquence et sa quadruple fréquence sont déterminées par la bande 1064 nm de Nd:YAG. Le cristal doublant la fréquence (cristal LBO à deux fois la fréquence, cristal BBO à la fréquence trois fois, cristal CLBO à la fréquence quatre fois) provient du doublement de la fréquence. |
| Laser Nd:YAG (laser YAG triple fréquence) | 354,7 nm | |
| Laser Nd:YAG (laser YAG double fréquence) | 532 nm | |
| Laser Nd:YAG (laser YAG) | 946nm,1064nm,1319 | |
| laser rubis | 694,3 nm | Le premier laser inventé est également un type de laser solide. Le matériau de travail est le rubis (trioxyde d'aluminium dopé au chrome trivalent). |
| Nd: Laser en verre (laser en verre néodyme) | 1060 nm | Un laser à solide utilisant du verre dopé aux ions néodyme comme matériau de travail |
| Laser Ho:YAG (laser YAG dopé à l'holmium, laser à l'holmium) | 2100 nm | Laser solide utilisant du grenat d'aluminium et d'yttrium dopé à l'holmium comme matériau de travail |
| Laser Er:YAG (laser YAG dopé à l'erbium) | 2940 nm | Laser solide utilisant du grenat d'aluminium et d'yttrium dopé à l'erbium comme matériau de travail |
| laser à diode (laser à semi-conducteur) | Plusieurs longueurs d'onde discrètes | Un laser à semi-conducteur est un dispositif qui utilise un certain matériau semi-conducteur comme substance de travail pour générer de la lumière laser. Son principe de fonctionnement est généralement d'obtenir un courant hors équilibre entre les bandes d'énergie des matériaux semi-conducteurs (bande de conduction et bande de valence), ou entre les bandes d'énergie des matériaux semi-conducteurs et les niveaux d'énergie des impuretés (accepteur ou donneur) par excitation électrique. Lorsqu’un grand nombre d’électrons dans l’état d’inversion du nombre de particules se recombinent avec des trous, une émission stimulée se produit. |
| Laser QCL (Laser à Cascade Quantique) | Plusieurs longueurs d'onde discrètes | Le principe de base repose sur des lasers à semi-conducteurs dans la bande infrarouge, qui peuvent être DFB-QCL ou DBR-QCL. |
| Laser DFB (laser à rétroaction distribuée) | Plusieurs longueurs d'onde discrètes | Type de laser dans lequel le réseau est disposé à l'intérieur d'un laser à semi-conducteur, et les structures périodiques internes du réseau et du laser sont adaptées pour effectuer un filtrage de mode. |
| Laser DBR (Laser à réflexion de Bragg distribuée) | Plusieurs longueurs d'onde discrètes | Semblable aux lasers DFB, la position du réseau est différente et le réseau se trouve en dehors de la zone active du laser. |
| Laser vcsel (laser à émission de surface à cavité verticale) | Plusieurs longueurs d'onde discrètes | Un laser basé sur une technologie de stratification de semi-conducteurs qui émet perpendiculairement à la surface de la puce. Différent de la technologie précédente d’émission d’extrémité de semi-conducteur, la qualité du faisceau et le spot seront bien meilleurs. Il existe une variété de longueurs d'onde discrètes, généralement dans la bande rouge à proche infrarouge. |
| SLED (diodes électroluminescentes superluminescentes) | Lasers à large bande à plusieurs longueurs d'onde discrètes | Un laser à large bande passante entre un laser à semi-conducteur et une diode à semi-conducteur. La bande passante d'un seul laser peut atteindre environ 40 nm. |
| Laser supercontinuum | Lasers à large bande multibandes | Un laser de sortie à large bande basé sur une fibre à cristal photonique de pompage laser à 1064 impulsions. Aucun réglage n'est requis. Il produit simultanément une couverture à spectre complet, des bandes ultraviolettes aux bandes infrarouges proches, couvrant généralement 400 nm-2400nm. Sortie à large spectre mais la puissance monobande est très faible, de l'ordre du milliwatt |
| laser à colorant (laser à colorant) | Plusieurs longueurs d'onde, accordables | La longueur d'onde est modifiée ou ajustée en fonction du pompage laser pulsé de substances colorantes. La longueur d'onde est liée à la substance colorante et couvre les longueurs d'onde allant de l'ultraviolet à l'infrarouge. Les lasers à colorant à molécules d’azote sont courants, mais les lasers à colorant sont rarement utilisés de nos jours. |
| OPO (oscillateur paramétrique optique) | Plusieurs longueurs d'onde, accordables | Un laser à très large bande basé sur l'effet de mélange optique, pouvant couvrir la bande ultraviolette à infrarouge moyen |
| Ti:laser saphir (laser saphir titane) | 650-1100 nm réglable, 800 nm | Basé sur le saphir de titane (trioxyde d'aluminium dopé au TI trivalent) comme matériau de travail, il peut atteindre une sortie continue, une sortie d'impulsion de niveau NS et une sortie d'impulsion de niveau sous-PS, et la longueur d'onde de sortie est réglable de 650 nm à 1 100 nm. |
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