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        中紅外激光器應用概述

        時間:2021-04-01 來源:新特光電 訪問量:1351

        對于大多數激光器用戶來說,中紅外光譜區域仍然是陌生的,因為在該波長范圍內只有很少的激光器可商購。最近,開發了新型緊湊、多功能的中紅外激光器,為工業,科學,醫療保健和環境中的突破性應用鋪平了道路。

        中紅外激光器

        什么是中紅外光?

        根據ISO標準(ISO:20473:2007),中紅外激光是電磁光譜的一部分,覆蓋3~50 μm的波長。該光譜區域通常分為兩個子區域,中波紅外區域(MWIR)范圍從3~8 μm,長波紅外區域(LWIR)范圍從8~15 μm。

        為什么使用中紅外激光器?

        激光現已廣泛用于材料加工,外科手術,電信,光譜學,國防應用和基礎科學。由于中紅外激光在所有這些應用領域中都提供了空前的優勢,因此對研究和工業越來越有吸引力。原因如下:

        中紅外激光可以被材料或分子選擇性吸收

        在中紅外處,可以找到大多數液體,氣體和非金屬(例如塑料,玻璃或生物組織)的基本振動共振。圖2顯示水,甲烷,CO2和聚合物的強吸收帶主要位于中紅外。當中紅外激光的發射波長與這些共振重疊時,這些材料或分子會選擇性地吸收光。更好的吸收意味著在外科手術和材料處理應用中具有更好的控制,精度,效率和速度,或者在光譜學和顯微鏡學中具有更好的選擇性和信噪比。

        重要分子和材料的中紅外激光吸收帶

        圖2:重要分子和材料的吸收帶。

        因此,具有固定或可調波長的中紅外激光在紅外光譜中得到了廣泛的應用,包括環境氣體監測和呼氣分析以及顯微鏡,微創激光手術和非金屬激光加工(切割,鉆孔),表面處理等)。與紫外線吸收相比,中紅外的選擇性燒蝕可以在電子,光子或醫療行業中多層器件的激光加工中發揮重要作用,在該工藝中,重要的是在不影響其他相鄰層的情況下加工特定的層。

        中紅外激光可以在大氣中遠距離傳輸

        中紅外還包含兩個主要的大氣傳輸窗口(3~5 μm和8~12 μm區域),其中大氣中主要成分的吸收非常低,如圖3所示??梢赃h距離傳播,從而可以在國防(例如導彈對抗)和自由空間通信中進行多種應用。

        中紅外激光的大氣透射率

        圖3:中紅外激光的大氣透射率較高。

        中紅外激光是理想的科學工具

        中紅外激光器也被認為是科學應用的理想實驗室工具,包括非線性光學,硅光子學,量子光學,高場物理學,頻率梳和超連續譜。這些先進的應用必將帶來令人興奮的新激光發現,并將其轉化為現實應用。

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