المادة النشطة في ليزر Nd:YAG عبارة عن بلورة اصطناعية مكونة من عقيق الألومنيوم الإيتريوم (YAG) المخدرة بأيونات النيوديميوم (Nd³⁺). وينتج عن هذا المزيج بلورة "عقيق الألومنيوم النيوديميوم المخدرة بالنيوديميوم" (Nd:YAG)، والتي تعمل كوسيط كسب لليزر. عندما يتم ضخها بصرياً، عادةً بواسطة مصابيح فلاش أو صمامات ليزر ثنائية، تبعث أيونات النيوديميوم ضوء الأشعة تحت الحمراء عند 1064 نانومتر - وهو طول موجي معروف باختراقه العميق للأنسجة (5-10 ملم) وانخفاض امتصاص الماء مقارنةً بأنواع الليزر الأخرى. وهذا ما يجعل ليزر Nd:YAG ذا قيمة خاصة في التطبيقات الطبية والصناعية والعسكرية حيث تكون الدقة والقوة أمرًا بالغ الأهمية.
شرح النقاط الرئيسية:
-
التركيب البلوري
- المادة الأساسية: عقيق الألومنيوم الإيتريوم والألومنيوم (Y₃Al₅O₁₂)، وهو هيكل بلوري اصطناعي
- مخدر أيونات النيوديميوم (Nd³⁺) تحل محل حوالي 1% من أيونات الإيتريوم في الشبكة
- يوفر المضيف YAG الاستقرار الحراري/الميكانيكي بينما يتيح النيوديميوم الإضاءة
-
آلية الإضاءة
- عند إثارتها بواسطة مصادر الضخ (المصابيح الوامضة/الثنائيات)، تقفز إلكترونات النيوديميوم إلى حالات طاقة أعلى
- عندما تعود الإلكترونات إلى حالات الطاقة الأدنى، تنبعث منها فوتونات عند الطول الموجي 1064 نانومتر
- ويحدث ذلك من خلال نظام طاقة رباعي المستويات، مما يسمح بانعكاس تعداد الطاقة بكفاءة
-
الخصائص الرئيسية
- الانبعاث الأساسي: ضوء الأشعة تحت الحمراء 1064 نانومتر (غير مرئي للعين البشرية)
- الخطوط الثانوية: يمكن أن تبعث أيضًا عند 946 نانومتر و1123 نانومتر و1319 نانومتر
- قدرة طاقة قصوى عالية (ميجاوات في التشغيل النبضي)
- جودة شعاع ممتازة مع وضع TEM₀₀₀₀ المشترك
-
مزايا الأداء
- الموصلية الحرارية: ~ 14 واط/م كلفن (أفضل من المضيفات الزجاجية)
- عتبة تلف عالية: يقاوم التدهور البصري عند القوى العالية
- عمر طويل للحالة العليا (230 ميكروثانية تقريبًا)، مما يتيح تخزين الطاقة للتبديل الكمي
-
اعتبارات التصنيع
- طريقة النمو Czochralski تنتج بلورات مفردة عالية الجودة
- تركيزات منشطات Nd³ ⁺ النموذجية: 0.5-1.5 % ذرية
- تختلف أبعاد القضيب حسب التطبيق (على سبيل المثال، قطر 3-10 مم، وطول 50-150 مم)
هل تساءلت يومًا كيف يمكن لمثل هذه الكمية الصغيرة من النيوديميوم (1٪ فقط) أن تشغل هذه الليزرات؟ يكمن السر في النقل الفعال للطاقة داخل البنية الصلبة لبلورة YAG، والتي تمنع أيونات النيوديميوم من إخماد حالات الإثارة لبعضها البعض. هذا التوازن الدقيق بين تركيز المنشطات ونقاء البلورة يجعل من Nd:YAG واحدة من أكثر مواد الليزر تنوعًا على الإطلاق.
جدول ملخص:
| الجانب | التفاصيل |
|---|---|
| المادة الأساسية | عقيق الألومنيوم الإيتريوم والألومنيوم (Y₃Al₅O₁₂) بلورة اصطناعية |
| مخدر | أيونات النيوديميوم (Nd³⁺) بتركيز ~1% |
| الانبعاث الأساسي | ضوء الأشعة تحت الحمراء 1064 نانومتر (اختراق عميق للأنسجة) |
| المزايا الرئيسية | الموصلية الحرارية العالية، وعتبة التلف، وجودة الشعاع |
| التطبيقات | التجميل الطبي، والقطع الصناعي، والأنظمة العسكرية |
قم بترقية عيادتك أو صالونك باستخدام تقنية ليزر Nd:YAG المتقدمة- اتصل بنا للحصول على توصيات الخبراء بشأن معدات التجميل الطبية!