لیزر آبی

تعریف: لیزری  که نور آبی را منتشر می کند

این مقاله در مورد لیزرهایی که در ناحیه طیفی آبی و بنفش، یعنی طول موج تقریبا حدود 400 تا 500 نانومتر منتشر می شود، مورد بررسی قرار می گیرد. انتخاب رسانه لیزر برای چنین طول موجهایی محدود است و عملکرد قابل دستیابی معمولا به عنوان مثال در مناطق طیفی مادون قرمز خوب نیست.

انواع لیزرهای آبی :

انواع لیزرهای آبی زیر شایع ترین هستند:

دیودهای لیزری آبی [4]، معمولا بر اساس نیترید گالیم (GaN) یا مواد مرتبط (مانند InGaN) و انتشار 400-480 نانومتر، برای تولید قدرت خروجی و طول عمر بسیار دشوار است. توان خروجی دهها تا صدها میلیووات ممکن است. در حال حاضر فقط چند نوع دستگاه در دسترس هستند؛ شرکت پیشگام Nichia است که به دنبال آن سونی و شارپ است. پیشرفت در این منطقه سریع است و انتظار می رود که دیود های لیزری آبی همچنان به بهبود عملکرد و طول عمر خود ادامه دهد و به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. یک پیشرفت جدید از VCSEL های آبی رنگ است [11].

لیزرهای تبدیل شده تاولیم یا پراسئودیمیوم بر اساس فیبرها یا کریستالهای انبساطی می توانند حدود 480 نانومتر منتشر شوند، معمولا با ده ها میلیوات قدرت خروجی و با کیفیت خوب پرتو. به نظر می رسد توسعه بیشتر برای قدرت صدها میلیوات یا حتی چند وات ممکن است.

لیزر هلیوم-کادمیوم (که لیزر گاز است) می تواند صدها میلیوات را در منطقه آبی با 441.6 نانومتر، با کیفیت بالای پرتو منتشر کند.

نور آبی یا بنفش نیز می تواند توسط دو برابر شدن فرکانس (خارج از رزونانس لیزر یا درون حفره) تولید شود که خروجی لیزرهایی که در حدود 800 تا 1000 نانومتر منتشر می شوند. اغلب موارد استفاده شده از لیزرهای دارای لایه نئودیمیم هستند، به عنوان مثال Nd: YAG با امواج 946 نانومتر (برای 473 نانومتر)، Nd: YVO4 در 914 نانومتر (برای 457 نانومتر) و Nd: YAlO3 در 930 نانومتر (برای 465 نانومتر) منتشر شد. مواد کریستال غیر خطی مشترک برای دو برابر شدن فرکانس با چنین لیزرها عبارتند از: LBO، BiB3O6 (BIBO)، KNbO3، و همچنین دوره ای KTP و LiTaO3. قدرت خروجی چند وات می تواند حتی با عملکرد تک فرکانس و کیفیت بالای پرتو، هرچند کمتر از لیزرهای 1 میکرومتر، کمتر باشد. به جای یک لیزر، ممکن است از یک نوسانگر پارامتری نوری استفاده شود.

VECSEL های دارای پتانسیل بسیار قدرتمند نیز منابع لیزری بسیار جذاب برای دو برابر شدن فرکانس با چند وات یا حتی ده ها وات توان خروجی هستند. توجه داشته باشید که سایر انواع لیزرهای نیمه هادی مانند دیودهای لیزری وسیع، با طول موج های مناسب در دسترس هستند، اما برای دو برابر شدن فرکانس به دلیل عرض خط معمولا عرضی و کیفیت پایین پرتو مناسب است. با این حال، برخی از لیزرهای دیود وجود دارد که ده ها میلیوات نور دوبعدی فرکانس ارائه می دهند.

لیزرهای یون آرگون، بر اساس تقویت لیزر در پلاسمای آرگون (ساخته شده با تخلیه الکتریکی)، منبع نور نسبتا قدرتمند برای طول موج های مختلف هستند. درحالیکه بیشترین قدرت را می توان در نور سبز در 514 نانومتر به دست آورد، میزان قدرت قابل توجهی از چند وات در 488 نانومتر نیز وجود دارد، به جز بعضی از خطوط ضعیف مانند در 458، 477 و 497 نانومتر. در هر صورت، بهره وری انرژی این لیزرها بسیار ضعیف است، به طوری که دهها کیلووات برق برای خروجی آبی چند وات مورد نیاز است و سیستم خنک کننده ابعاد متفاوتی دارد. لوله های کوچکتری برای لیزرهای آرگون هوا سرد شده وجود دارد که نیاز به صدها وات برای تولید ده ها میلیوات دارد.

برای طول موج های زیر 400 نانومتر، حساسیت چشم (یعنی توانایی آن برای تشخیص سطوح نور کم) به شدت کاهش می یابد و یک منطقه از نور ماوراء بنفش وارد می شود. (همچنین نگاه کنید به مقاله در لیزرهای ماوراء بنفش.) توجه داشته باشید که حتی برای طول موج هایی که در اطراف یا کمی بیش از 400 نانومتر هستند، شبکیه را می توان از طریق اثرات فتوشیمیایی حتی برای سطوح شدت که بسیار روشن نیست درک می شوند.