Laserdi diverse lunghezze d'onda hanno caratteristiche e applicazioni diverse. Pertanto, i laser sono ampiamente utilizzati, incluso ma non limitato alla ricerca medica, scientifica, alla produzione industriale, alle comunicazioni, al settore militare e ad altri campi. Ad esempio, in campo medico, i laser a luce rossa possono essere utilizzati nelle mammografie mediche; nel campo della ricerca scientifica, i laser di varie lunghezze d'onda possono essere utilizzati nella lavorazione fine dei materiali. In generale, le caratteristiche e le applicazioni dei laser di diverse lunghezze d'onda sono determinate dai loro principi di funzionamento, quindi nelle applicazioni pratiche è necessario selezionare il laser appropriato in base alle esigenze specifiche.
La classificazione principale dei laser può essere distinta in base al mezzo di lavoro, alla potenza di uscita, alla modalità di lavoro e all'ampiezza dell'impulso. Tuttavia, la classificazione più comune è in base al guadagno, inclusi laser a gas, laser liquidi (laser a colorante), laser solidi e laser a semiconduttore.
La sostanza di lavoro dei laser a gas è il gas. Il più rappresentativo è il laser ad anidride carbonica. Il mezzo di guadagno è elio e CO2. La lunghezza d'onda del laser generato è 10,6um. Viene utilizzato principalmente per la saldatura di materiali non metallici (stoffe, plastica, legno, ecc.) su macchine da taglio e litografiche.
I laser liquidi sono anche chiamati laser a coloranti. Le loro sostanze di lavoro sono alcune soluzioni coloranti organiche. Le lunghezze d'onda di uscita sono per lo più luce visibile o luce del vicino infrarosso. Sono utilizzati nella ricerca medica, scientifica e in altri campi.
Il materiale di lavoro di un laser a stato solido è un centro luminescente composto da ioni metallici che possono produrre radiazioni stimolate mescolate in una matrice di cristallo o vetro. I comuni laser a stato solido includono laser a rubino, laser Nd:YAG, ecc.
La sostanza di lavoro dei laser a semiconduttore sono materiali semiconduttori, come arseniuro di gallio, fosfuro di indio, ecc. Presenta i vantaggi di dimensioni ridotte, leggerezza e alta efficienza. È ampiamente utilizzato nelle comunicazioni, nei dispositivi di visualizzazione e in altri campi.
Riepilogo dei laser comuni e delle lunghezze d'onda corrispondenti:
| Abbreviazione inglese del laser | Lunghezza d'onda di uscita | Introduzione di base |
| Laser ArF (laser al fluoruro di argon) | 193nm | Si riferisce alla luce laser emessa quando le molecole formate da una miscela di gas inerte e gas alogeno eccitate da fasci di elettroni passano al loro stato fondamentale, solitamente nella banda dell'ultravioletto. |
| Laser KrF (laser al fluoruro di kripton) | 248 nm | |
| Laser XeCl (laser ad eccimeri con cloruro di xeno) | 308 nm | |
| Laser XeF (laser ad eccimeri al fluoruro di xeno) | 351 nm | |
| Laser HeCd (laser all'elio-cadmio) | 325 nm, 441,6 nm | Si riferisce a un laser la cui sostanza di lavoro è il gas. Diversamente dai laser ad eccimeri, i laser a gas sono laser prodotti da transizioni del livello di energia atomica. I principali metodi di eccitazione includono l'eccitazione elettrica, l'eccitazione ottica, l'eccitazione pneumatica, ecc. I laser a gas generalmente hanno un'ottima qualità e coerenza dei raggi. |
| Laser N2 (laser ad azoto, laser ad azoto) | 337,1 nm, 427 nm | |
| Laser Ar+ (laser agli ioni di argon) | 488 nm, 514,5 nm, 351,1 nm, 363,8 nm | |
| Laser HeNe (laser elio-neon) | 632,8 nm, 543,5 nm, 594,1 nm, 611,9 nm, 1153 nm, 1523 nm | |
| Laser Cu (laser a vapori di rame) | 510,6 nm, 578,2 nm | |
| Laser Kr+ (laser a ioni Kripton) | 647,1 nm, 676,4 nm | |
| Laser Nd:YAG (laser YAG a frequenza quadrupla) | 266nm | Sono tutti laser a stato solido basati sul granato di ittrio e alluminio drogato al neodimio (Nd:YAG), che è il laser più comune sul mercato. La sua doppia frequenza, tripla frequenza e quadrupla frequenza sono determinate dalla banda 1064 nm di Nd:YAG. Il cristallo con raddoppio della frequenza (cristallo con frequenza doppia LBO, cristallo con frequenza tre volte BBO, cristallo con frequenza quattro volte CLBO) proviene dal raddoppio della frequenza |
| Laser Nd:YAG (laser YAG tripla frequenza) | 354,7 nm | |
| Laser Nd:YAG (laser YAG doppia frequenza) | 532nm | |
| Laser Nd:YAG (laser YAG) | 946 nm, 1064 nm, 1319 | |
| laser a rubino | 694,3 nm | Anche il primo laser inventato è un tipo di laser solido. Il materiale di lavorazione è il rubino (triossido di alluminio drogato con cromo trivalente). |
| Nd: Laser di vetro (laser di vetro al neodimio) | 1060 nm | Un laser a stato solido che utilizza vetro drogato con ioni di neodimio come materiale di lavoro |
| Laser Ho:YAG (laser YAG drogato con olmio, laser all'olmio) | 2100 nm | Laser solido che utilizza granato di ittrio e alluminio drogato con olmio come materiale di lavoro |
| Laser Er:YAG (laser YAG drogato con erbio) | 2940 nm | Laser solido che utilizza granato di ittrio e alluminio drogato con erbio come materiale di lavoro |
| laser a diodi (laser a semiconduttore) | Lunghezze d'onda multiple discrete | Un laser a semiconduttore è un dispositivo che utilizza un determinato materiale semiconduttore come sostanza di lavoro per generare luce laser. Il suo principio di funzionamento è generalmente quello di ottenere un trasporto di corrente non di equilibrio tra le bande energetiche dei materiali semiconduttori (banda di conduzione e banda di valenza), o tra le bande energetiche dei materiali semiconduttori e i livelli energetici delle impurità (accettore o donatore) attraverso l'eccitazione elettrica. Quando un gran numero di elettroni nello stato di inversione del numero di particelle si ricombinano con le lacune, si verifica un'emissione stimolata. |
| Laser QCL (laser a cascata quantistica) | Lunghezze d'onda multiple discrete | Il principio di base si basa su laser a semiconduttore nella banda degli infrarossi, che possono essere DFB-QCL o DBR-QCL. |
| Laser DFB (laser a feedback distribuito) | Lunghezze d'onda multiple discrete | Un tipo di laser in cui il reticolo è disposto all'interno di un laser a semiconduttore e le strutture periodiche interne del reticolo e del laser sono abbinate per eseguire lo screening della modalità. |
| Laser DBR (laser a riflessione di Bragg distribuito) | Lunghezze d'onda multiple discrete | Similmente ai laser DFB, la posizione del reticolo è diversa e il reticolo è esterno all'area attiva del laser |
| Laser vcsel (laser a emissione superficiale con cavità verticale) | Lunghezze d'onda multiple discrete | Un laser basato sulla tecnologia di laminazione dei semiconduttori che emette perpendicolarmente alla superficie del chip. A differenza della precedente tecnologia di emissione frontale dei semiconduttori, la qualità del raggio e lo spot saranno molto migliori. Esistono diverse lunghezze d'onda discrete, generalmente nella banda dal rosso al vicino infrarosso. |
| SLED (diodi emettitori di luce superluminescenti) | Laser a banda larga con lunghezza d'onda multipla discreta | Un laser a larghezza di banda ampia tra un laser a semiconduttore e un diodo a semiconduttore. La larghezza di banda di un singolo laser può raggiungere circa 40 nm. |
| Laser supercontinuo | Laser a banda larga a banda multipla | Un laser con uscita a banda larga basato su un laser a impulsi 1064 che pompa fibra di cristallo fotonico. Non è richiesta alcuna accordatura. Fornisce simultaneamente una copertura dell'intero spettro dalle bande dell'ultravioletto al vicino infrarosso, generalmente coprendo 400 nm-2400 nm. L'uscita ad ampio spettro ma la potenza a banda singola è molto bassa nell'ordine dei milliwatt |
| laser a colorante (laser a colorante) | Lunghezze d'onda multiple, sintonizzabili | La lunghezza d'onda viene modificata o sintonizzata in base al pompaggio laser a impulsi di sostanze coloranti. La lunghezza d'onda è correlata alla sostanza colorante e copre le lunghezze d'onda dall'ultravioletto all'infrarosso. I laser a colorante con molecole di azoto sono comuni, ma al giorno d'oggi i laser a colorante sono usati raramente. |
| OPO (oscillatore ottico parametrico) | Lunghezze d'onda multiple, sintonizzabili | Un laser a banda molto ampia basato sull'effetto di miscelazione ottica, che può coprire la banda dall'ultravioletto al medio infrarosso |
| Ti: laser zaffiro (laser titanio zaffiro) | 650-1100nm sintonizzabile, 800 nm | Basato sullo zaffiro di titanio (triossido di alluminio drogato con TI trivalente) come materiale di lavoro, può ottenere un'uscita continua, un'uscita a impulsi di livello NS e un'uscita a impulsi di livello sub-PS e la lunghezza d'onda di uscita è regolabile da 650 nm a 1100 nm. |
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