۰۴ خرداد ۱۳۹۹//دیدگاه‌ها برای لیزرهای آبی بسته هستند
صفحه نخست » دانشنامه فن آوری لیزر » لیزرهای آبی
لیزرهای آبی

تعریف: لیزرهایی که نور آبی گسیل می کنند.
این بخش با لیزرهایی که در ناحیه آبی و فرابنفش و طول موج nm ۵۰۰-۴۰۰ نور گسیل می کنند سروکار دارد. انتخاب محیط بهره برای چنین طول موجهایی محدود بوده و کارایی این لیزرها نوعاً به خوبی لیزرهای فروسرخ نیست.
انواع لیزرهای آبی:
رایج ترین نوع لیزرهای آبی به شرح زیر هستند:
  • لیزر دیودهای آبی که نوعاً بر پایه GaN یا دیگر مواد مرتبط (مانند InGaN)  هستند و طول موج گسیل شده توسط آنها nm ۴۸۰-۴۰۰ است. ساخت لیزرهای آبی با توان خروجی بالا و طول عمر زیاد نسبتاً مشکل است. توانهای خروجی در حد ده تا چند صد میلی وات در این لیزرها ممکن و قابل دستیابی است. در حال حاضر فقط چند نوع از این دستگاه ها توسط شرکت پیشگام Nichia که دنباله رو شرکتهایSony وSharp است، بصورت تجاری در دسترس هستند. فرآیند پیشرفت در این عرصه سریع بوده و انتظار می رود لیزر دیودهای آبی از لحاظ کارایی و طول عمر پیشرفت خوبی را از خودشان نشان دهند و بطور وسیع مورد استفاده قرار گیرند. جدیدترین پیشرفت در این نوع، لیزرهای آبی VCSEL است.
  •  لیزرهای تبدیل بالا دارای آلایش تولیوم یا پرازئودیمیم برپایه فیبر یا کریستال حجیم میتوانند طول موج nm ۴۸۰ با کیفیت پرتو مناسب و توان خروجی چند ده میلی وات گسیل کنند. امکان ارتقاء توان خروجی به چند صد میلی وات یا حتی چند وات نیز وجود دارد.
  • لیزرهای گازی هلیوم- کادمیوم میتوانند توان خروجی چند صد میلی وات در طول موج ۶/۴۴۱ نانومتر با کیفیت پرتو مناسب گسیل کنند.
  • نور آبی یا بنفش از طریق روش دو برابر کردن فرکانس (خارج از رزوناتور لیزر یا داخل کاواک) توان خروجی لیزرهایی که طول موج nm ۱۰۰۰-۸۰۰ گسیل می کنند نیز می تواند بدست آید. اغلب لیزرهایی که مورد استفاده قرار میگیرند لیزرهای دارای آلایش نئودیمیوم مانند لیزرNd:YAG با طول موج nm ۹۴۶ ( برای nm ۴۷۳) ، Nd:YVO4 با طول موج nm ۹۱۴ ( برای nm ۴۵۷) و Nd:YAlO3  با طول موج nm ۹۴۶ ( برای nm ۴۷۳) هستند. مواد کریستال غیرخطی رایج برای دوبرابر کردن فرکانس LBO، BiB3O6 (BIBO)، KNbO3، KTP و LiTaO3 هستند. توانهای خروجی چند وات با عملکرد تک– فرکانسی و کیفیت پرتو مناسب در این لیزرها قابل حصول است، البته نه به راحتی لیزرهای فروسرخ.
  • VECSEL های دارای دمش اپتیکی توان بالا از دیگر منابع جذاب لیزری برای دوبرابر کردن فرکانس در توانهای خروجی چند ده وات بشمار می روند. توجه کنید که انواع دیگر لیزرهای نیمرسانا مانند لیزرهای با ناحیه تابش عریض با طول موجهای مناسب در دسترس هستند ولی به علت پهنای باند وسیع و کیفیت پرتو نامناسب برای دوبرابر کردن فرکانس مناسب نیستند.
  • لیزرهای یون آرگون برپایه تقویت لیزر در یک پلاسمای آرگون ( ایجاد شده توسط تخلیه الکتریکی) از قوی ترین منابع نوری برای طول موجهای مختلف بشمار می روند. با وجود اینکه بیشترین توان در طول موج سبز nm ۵۱۴ قابل دستیابی است، بجز خطهای ضعیف در طول موجهای nm ۴۷۷، nm ۴۵۸ و nm ۴۹۷، مقادیر قابل توجهی از توان در حد چندین وات در طول موج nm ۴۸۸ نیز قابل مشاهده است. در هر صورت بازده توان چنین لیزرهای بسیار ضعیف است، بطوریکه چند ده کیلو وات توان الکتریکی ورودی برای تولید تنها چند وات توان خروجی آبی لازم است و سیستم خنک کاری آنها نیز متناظراً حائز اهمیت است. لوله های کوچکتری نیز برای لیزرهای آرگونی که توسط هوا خنک میشوند وجود دارد که در آنها چند صد وات ورودی برای تولید چند ده میلی وات توان خروجی لازم است.
برای طول موجهای زیر nm ۴۰۰ حساسیت چشم (توانایی تشخیص مقادیر کم نور) به تندی کاهش پیدا می کند و وارد ناحیه نور فرابنفش می شود. توجه کنید که حتی برای طول موجهای نزدیک یا زیر nm ۴۰۰ رتینا از طریق تأثیرات فوتوشیمیایی میتواند آسیب ببیند، حتی برای شدت هایی که با درخشنگی بالا دیده نمی شوند.
کاربردهای لیزرهای آبی و بنفش:
لیزرهای آبی و بنفش در تداخل سنجها، پرینترهای لیزری (در معرض نور قرار دادن صفحات پرینت) پردازش دیجیتالی تصویر، ثبت داده ها (دیسکهای اشعه-آبی، حافظه های هولوگرافیک)، میکروسکوپ لیزری، نمایشگرهای لیزری، flow cytometry و اندازه گیریهای اسپکتروسکوپیک مورد استفاده قرار می گیرند. به نظر می رسد ثبت داده ها مهمترین عامل محرک توسعه و پیشرفت لیزر دیودهای آبی بوده است. در بیشتر موارد محرک استفاده از لیزرهای آبی و بنفش طول موج نسبتاً کوتاه آنها است که امکان تمرکز قوی و ایجاد ساختارهای بسیار کوچک در تصویرسازی را فراهم می‌کند.