Les lasers industriels sont classés en quatre grandes catégories. Ils diffèrent par le milieu ou la structure laser utilisé, la longueur d'onde d'oscillation et la source d'excitation. Un milieu laser est une substance qui contient des atomes qui convertissent l'énergie de la lumière d'excitation en lumière laser, et les types de lasers sont classés en fonction du milieu.
1 : Laser à semi-conducteurs : généralement laser YAG et laser YVO4, milieu laser utilisant YAG, cristallisation YVO4.
2 : Laser à gaz : le laser CO2 avec du gaz CO2 comme milieu est largement utilisé.
3 : Laser à semi-conducteur : un laser qui utilise un semi-conducteur avec une structure de couche active (couche électroluminescente) comme support.
4 : Laser à fibre : un type de laser qui s'est répandu au 21e siècle, utilisant littéralement la fibre optique comme support.
Laser à semi-conducteur
Des cristaux semi-conducteurs de différents matériaux se superposent pour former une couche active (couche luminescente) afin de générer de la lumière. La lumière est amplifiée en se déplaçant d'avant en arrière entre une paire de miroirs qui forment les deux extrémités, produisant ainsi un laser.
Laser à gaz (laser CO2)
Un laser CO2 est un laser qui utilise du gaz CO2 comme milieu. À l'intérieur d'un tube rempli de gaz CO2, une plaque d'électrode est configurée pour générer une décharge. La plaque d'électrode est connectée à une alimentation externe afin de pouvoir être alimentée en électricité haute fréquence comme source d'excitation. Un plasma est généré dans le gaz en raison de la décharge entre les électrodes, et les molécules de CO2 sont transformées en un état excité, et lorsque ce nombre augmente, elles commencent à rayonner avec excitation.
Laser à solide (laser YAG, méthode de pompage latéral)
Le laser YAG (méthode de pompage latéral) est un laser à l'état solide qui utilise des cristaux YAG, qui sont des cristaux de grenat d'aluminium et d'yttrium additionnés de néodyme, comme milieu laser. Le laser se compose d'un LD d'excitation des deux côtés parallèles à l'axe du cristal YAG, d'une paire de miroirs pour former un résonateur et d'un Q-switch entre les deux. Il est utilisé pour le marquage, la découpe, la gravure et le soudage des métaux.
Laser à solide (laser YVO4, méthode de pompage latéral)
Le laser YVO4 est un laser à l'état solide qui utilise des cristaux YVO4, qui sont des cristaux de vanadate d'yttrium avec ajout de néodyme comme dans le YAG, comme milieu laser. Une paire de miroirs est utilisée pour former un essuie-glace par irradiation unilatérale de la lumière d'excitation depuis la face d'extrémité du cristal YVO4, et les miroirs sont configurés avec un cristal et un commutateur Q entre eux. Une lumière laser de haute qualité peut être émise.
Laser à fibre
Les lasers à fibre optique utilisent des fibres optiques comme support et sont le résultat du développement de la technologie d'amplification interruptive pour la communication longue distance dans les lasers à haute puissance. La fibre est composée d'un noyau qui transmet la lumière au centre et d'une gaine métallique qui recouvre le noyau en cercles concentriques. Le laser à fibre amplifie la lumière avec ce noyau comme support laser.
Le laser à fibre est généralement composé d'une lumière pulsée appelée lumière d'amorçage générée par une diode laser (Seed LD), qui est ensuite amplifiée par plus de deux amplificateurs à fibre. La LD d'excitation est équipée d'un certain nombre de LD à émetteur à tube unique (un pour la couche électroluminescente), et chaque LD a une faible puissance de sortie, il a donc l'avantage d'une faible charge thermique et d'une longue durée de vie. De plus, plus le nombre de LD est élevé, plus la puissance de sortie du laser peut être élevée. Le laser à fibre oscille avec une efficacité élevée et a une consommation d'énergie inférieure à celle du laser à solide et du laser à gaz.
La fibre optique destinée à l'amplification (préamplificateur, amplificateur principal) est une structure à 3-couches comprenant un cœur et 2 couches de revêtement métallique. La lumière d'excitation pénètre dans le revêtement métallique interne (revêtement interne) et dans le cœur enrichi en Yb, ce qui provoque le passage des atomes à l'intérieur du cœur vers un état excité. La lumière laser est enfermée dans le cœur qui avance puis est amplifiée par les atomes excités, devenant plus intense à mesure qu'elle avance dans le milieu. Contrairement aux lasers à l'état solide ou à gaz, la lumière se déplace dans une seule direction et ne fait pas de va-et-vient.
