Les propriétés optiques uniques des matériaux TSAG et leur application dans la technologie laser constituent un domaine de recherche de pointe et potentiel. GCNT (Thulium, Samarium, Aluminium Garnet) est un matériau optique à base d'éléments de terres rares doté de propriétés optiques et laser remarquables. Ce qui suit fournit une analyse détaillée de ses performances optiques, de ses caractéristiques et de son application dans la technologie laser.
Propriétés optiques uniques des matériaux TSAG
Le matériel TSAG est Cristal de grenat d'aluminium et de terbium scandium est un matériau magnéto-optique idéal. Ce type de matériau possède des propriétés optiques uniques dans la technologie laser, qui se reflètent principalement dans les aspects suivants :
1. Effet dopant des ions de terres rares
Le dopage d'éléments de terres rares tels que le thulium et le samarium confère aux matériaux TSAG de fortes propriétés d'absorption et d'émission de lumière. Le dopage d'ions thulium (Tm³⁺) et d'ions samarium (Sm³⁺) dans le cristal peut améliorer considérablement l'efficacité d'émission laser du matériau. En particulier, les ions thulium présentent de bonnes caractéristiques d'émission pour le rayonnement laser dans la bande infrarouge moyenne.
2. Milieu de gain laser
Les matériaux TSAG présentent d'excellentes propriétés optiques dans les bandes infrarouge et infrarouge moyen (par exemple entre 1,9 μm et 2,1 μm) et sont particulièrement adaptés aux lasers comme milieu de gain. Les matériaux TSAG dopés aux ions thulium peuvent être utilisés dans les systèmes laser infrarouge moyen avec un gain et une efficacité élevés.
3. Seuil laser bas et efficacité laser élevée
Les matériaux TSAG présentent généralement un seuil laser bas et une efficacité de sortie laser élevée. Ces matériaux sont particulièrement adaptés à une utilisation en tant que supports laser efficaces car leurs ions de terres rares dopés peuvent être efficacement excités et produire une sortie laser à des puissances de pompage inférieures.
4. Propriétés optiques non linéaires
La structure du niveau d'énergie et l'effet de champ cristallin des ions de terres rares dans les matériaux TSAG leur permettent d'avoir d'excellentes propriétés optiques non linéaires dans certaines conditions. Cette propriété les rend potentiellement utiles dans les technologies laser à haute puissance et à impulsions ultracourtes.
5. Largeur spectrale et accordabilité
Les matériaux TSAG ont un large spectre d'émission et une forte accordabilité, ce qui est très bénéfique pour une variété de systèmes laser, en particulier les applications qui nécessitent un réglage à large bande (comme le lidar, l'analyse spectrale, etc.).
Application des matériaux TSAG dans la technologie laser
Grâce à leurs propriétés optiques uniques, les matériaux TSAG ont une large gamme d'applications dans la technologie laser, en particulier dans les lasers infrarouges moyens, la spectroscopie, le lidar et d'autres domaines.
1. Laser infrarouge moyen
Les matériaux TSAG étant dopés aux ions thulium (Tm³⁺), ils sont particulièrement adaptés aux lasers infrarouges moyens (par exemple, bande de 1,9 μm à 2,1 μm), qui ont d'importantes applications industrielles, médicales et militaires. Par exemple, les lasers infrarouges moyens sont largement utilisés dans la détection de gaz, l'imagerie infrarouge et la surveillance environnementale. Les matériaux TSAG ont des seuils plus bas et des puissances de sortie plus élevées en tant que supports de gain laser, ce qui les rend idéaux pour les lasers à haut rendement.
2.LiDAR
La technologie Lidar est largement utilisée dans des domaines tels que la conduite autonome, la cartographie du terrain et la surveillance atmosphérique. Étant donné que les matériaux TSAG peuvent produire une sortie laser infrarouge moyen stable et efficace, ils ont un potentiel d'application important dans les systèmes Lidar. En particulier lors de la transmission atmosphérique, les lasers dans la bande infrarouge moyenne sont plus adaptés à la pénétration de certains gaz et ont donc une meilleure précision de mesure et une meilleure distance.
3. Étalonnage laser et analyse spectrale
Les matériaux TSAG sont également utilisés dans l'analyse spectrale de haute précision et l'étalonnage laser. En raison de leur large plage de réglage de longueur d'onde et de leurs caractéristiques d'émission laser efficaces, les matériaux TSAG peuvent être utilisés comme sources laser dans les instruments d'analyse spectrale, en particulier dans les analyses nécessitant des lasers infrarouges moyens, telles que l'analyse de la composition des gaz et la surveillance de l'environnement.
4. Laser médical
Dans le domaine médical, les lasers infrarouges moyens des matériaux TSAG peuvent être utilisés pour le traitement au laser de certaines maladies de la peau, du cancer et de la chirurgie au laser. Les capacités de pénétration élevées et les propriétés non destructives des lasers infrarouges moyens en font une application de grande valeur dans le domaine médical.
5. Système laser haute puissance
Les matériaux TSAG sont idéaux pour les systèmes laser haute puissance grâce à leur rendement élevé et à leur bon gain laser. Ils peuvent être utilisés dans les armes laser, le traitement laser industriel et les lasers à haute énergie dans la recherche scientifique.
Avec l'évolution continue de la technologie laser, les perspectives d'application des matériaux TSAG dans le domaine du laser sont très vastes. Grâce à des recherches et développements plus poussés, les matériaux TSAG devraient réaliser des percées et des applications plus importantes dans la technologie laser, la technologie de détection, les domaines médicaux et d'autres domaines.