لیزر فیبری دوپ شده با نئودیمیم (Neodymium-Doped Fiber Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر فیبری دوپ شده با نئودیمیم (Neodymium-Doped Fiber Laser) :
Neodymium-Doped Fiber Laser (NDFL) از فیبر دوپ شده با یون های نئودیمیم (
\[ Nd^{3+} \]) استفاده می کند. طول موج اصلی آن حدود ۱۰۶۴ و ۹۰۶ نانومتر است (انتقال های
\[ ^4F_{3/2} \to ^4I_{11/2} \]و
\[ ^4F_{3/2} \to ^4I_{9/2} \]). این لیزر از نظر تاریخی جزو اولین لیزرهای فیبری بود، اما امروزه تا حد زیادی توسط لیزرهای ایتربیوم جایگزین شده است. پمپاژ آن معمولا با دیودهای لیزری در ۸۰۸ نانومتر انجام می شود.
مکانیزم عملکرد NDFL بر اساس سیستم چهار ترازی (برای ۱۰۶۴ نانومتر) و شبه سه ترازی (برای ۹۰۶ نانومتر) است. طول عمر تراز بالایی
\[ ^4F_{3/2} \]حدود ۴۵۰ میکروثانیه است. بازده آن در مقایسه با Yb پایین تر است (حدود ۴۰-۵۰٪) و نقص کوانتومی بیشتری دارد (حدود ۲۴٪)، بنابراین گرمای بیشتری تولید می کند. با این حال، در برخی کاربردها که نیاز به طول موج خاص ۹۰۶ یا ۱۰۶۴ نانومتر با خلوص بالا دارند، هنوز استفاده می شود.
از لیزر فیبری نئودیمیم در تحقیقات علمی برای طیف سنجی و پمپاژ لیزرهای دیگر استفاده می شود. در پزشکی، برای برخی کاربردها (مانند لیزر موهای زائد در طول موج ۱۰۶۴ نانومتر) و در صنعت برای حکاکی و مارک زنی (هرچند Yb غالب است) کاربرد دارد. طول موج ۹۰۶ نانومتر آن برای پمپاژ لیزرهای Yb و برخی کاربردهای سنجش استفاده می شود.
یکی از مشکلات NDFL در فیبر سیلیکایی، کاهش بازده در طول موج های بلندتر به دلیل جذب ناشی از گروه های OH و سایر ناخالصی ها است. همچنین وجود پدیده "بازجذب" در طول موج ۹۰۶ نانومتر (به دلیل ماهیت شبه سه ترازی) باعث کاهش بازده می شود. با ظهور لیزرهای ایتربیوم با بازده بالاتر و گرمای کمتر، استفاده از NDFL کاهش یافته است. با این حال، در فیبرهای با میزبان غیرسیلیکایی (مانند فلوراید) و برای کاربردهای خاص، NDFL همچنان مورد تحقیق است. امروزه بیشتر تحقیقات روی نئودیمیم در لیزرهای بالک (کریستال) متمرکز است تا فیبری.
