لیزر Cr:ZnSe (انگلیسی : Chromium-Doped Zinc Selenide Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر Cr:ZnSe (انگلیسی : Chromium-Doped Zinc Selenide Laser) :
Cr:ZnSe Laser از بلور سلنید روی (
\[ ZnSe \]) دوپ شده با یون های کروم (
\[ Cr^{2+} \]) بهره می برد. این لیزر در محدوده وسیع ۱۹۰۰ تا ۳۱۰۰ نانومتر (۲ تا ۳.۱ میکرون) قابل تنظیم است که در ناحیه مادون قرمز میانی قرار می گیرد. پمپاژ آن معمولا با لیزرهای اربیوم در ۱.۶ میکرون، لیزرهای تولیوم در ۱.۹ میکرون، یا مستقیم با دیودهای لیزری در ۱.۸ میکرون انجام می شود. پهنای باند گسیل بسیار وسیع آن (حدود ۱۰۰۰ نانومتر) این لیزر را به یک منبع نور منحصر به فرد برای طیف سنجی مادون قرمز تبدیل کرده است.
مکانیزم عملکرد Cr:ZnSe بر اساس انتقال الکترونی در یون Cr²⁺ در میدان بلوری ZnSe است. این سیستم چهار ترازی با بازده کوانتومی بالا و آستانه پایین است. طول عمر تراز بالایی حدود ۵-۸ میکروثانیه است که امکان ذخیره سازی انرژی و تولید پالس های Q-switched با انرژی بالا را فراهم می کند. بلور ZnSe شفافیت بالایی در محدوده ۰.۵ تا ۲۰ میکرون دارد و رسانندگی گرمایی متوسطی دارد (حدود ۱۸ W/mK).
از مهمترین کاربردهای Cr:ZnSe می توان به طیف سنجی مولکولی (ردیابی گازهایی مانند CO₂، CH₄، H₂S، و فرمالدهید)، سنجش از دور جو، تشخیص مواد شیمیایی و بیولوژیکی، و پزشکی (جراحی با حداقل تهاجم) اشاره کرد. همچنین در صنعت برای برش و جوشکاری پلاستیک ها و مواد پلیمری، و در نظامی برای مقابله با ادوات فروسرخ و هشداردهنده های موشکی استفاده می شود.
توان خروجی لیزرهای Cr:ZnSe در مد پیوسته تا چند ده وات و در مد پالسی با Q-switching تا چند میلی ژول در هر پالس با نرخ تکرار کیلوهرتز می رسد. با قفل مدی می توان پالس های فمتوثانیه (زیر ۵۰ فمتوثانیه) با توان پیک بالا تولید کرد. این لیزرها معمولا با پیکربندی حفره خارجی برای تنظیم طول موج طراحی می شوند. یکی از چالش های Cr:ZnSe، نیاز به خنک کاری برای توان های بالا است، زیرا ZnSe رسانندگی گرمایی بالایی ندارد اما با طراحی مناسب قابل مدیریت است. پیشرفت در رشد بلورهای با کیفیت بالا، Cr:ZnSe را به یکی از مهمترین لیزرهای حالت جامد مادون قرمز میانی تبدیل کرده است.
