لیزر Nd:YAG یکی از معروفترین و پرکاربردترین انواع لیزر جامد است، مخصوصاً در صنعت، پزشکی، و جوشکاری. نام اون از ترکیب چهار عنصر تشکیل شده:
Nd:YAG = Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet
یعنی: بلور گارنت آلومینیوم ایتریوم که با نئودیمیوم دوپ شده.
🔬 ساختار لیزر Nd:YAG:
-
بلور میزبان (YAG): یک کریستال شفاف که بهخودیخود لیزر تولید نمیکنه، فقط محیط مناسبه.
-
یون نئودیمیوم (Nd³⁺): ماده فعال لیزر. این یونها توی بلور YAG جایگزین برخی یونهای Y³⁺ میشن.
-
پمپ انرژی: معمولاً از لامپ فلاش یا دیود لیزری برای تأمین انرژی اولیه استفاده میشه.
⚙️ چطور کار میکنه؟ (مکانیزم عملکرد)
1. پمپاژ انرژی (Pumping):
انرژی نوری از لامپ فلاش یا دیود، یونهای Nd³⁺ داخل بلور رو به حالت انرژی بالاتر میبره.
2. گسیل خودبهخودی (Spontaneous Emission):
یونهای Nd³⁺ به حالت پایه برمیگردن و فوتون ساطع میکنن.
3. گسیل القایی (Stimulated Emission):
یک فوتون از فوتونهای تولیدشده قبلی، یک یون تحریکشده دیگه رو هم مجبور به تابش فوتونی با همون فرکانس، فاز و جهت میکنه. این همون اصل تولید لیزره.
4. تقویت نور (Amplification):
فوتونها بین دو آینه (یکی نیمهشفاف) درون محفظه لیزر رفت و برگشت میکنن و تقویت میشن.
5. خروج پرتو لیزر:
پرتوی لیزر نهایتاً از آینه نیمهشفاف خارج میشه.
⚙️ ویژگیهای فنی Nd:YAG:
-
طول موج اصلی: 1064 نانومتر (مادون قرمز)
-
حالت کاری: هم میتونه پیوسته (CW) باشه، هم پالسدار (Q-Switched یا Pulsed)
-
توان بالا، دقت بالا
🛠️ کاربردهای Nd:YAG:
-
🔩 جوشکاری دقیق فلزات (طلا، نقره، فولاد ضد زنگ)
-
👁️ جراحی چشم و پوست
-
💎 پرداخت و حکاکی روی جواهرات
-
📡 دامنهیابهای لیزری (LIDAR)
-
🧪 پمپ لیزرهای دیگر در آزمایشگاهها
✅ مزایا:
-
دقت بالا در جوشکاری
-
امکان تمرکز پرتو روی نقطههای بسیار ریز
-
مناسب فلزات نازک و حساس
❌ معایب:
-
نسبت به لیزرهای فیبری، عمر کمتر و مصرف انرژی بالاتر داره
-
تجهیزات خنککننده نیاز داره (معمولاً آبخنک)