4.3.2. A YAG- és üveglézerek
YAG: yttrium-aluminium-garnet, azaz ittrium-alumínium-gránát kristályrács (Y3Al5O12). A ritka földfémek, mint pl. erbium (Er), neodímium (Nd), holmium (Ho) ionjai beépíthetők a kristályrácsba, bennük könnyen idézhető elő populációinverzió (alacsonyabb a pumpálási küszöb, mint a rubinlézernél), és jó hatásfok érhető el. Az YAG kis méretekben kiváló optikai minőségben állítható elő.
4.11. ábra Orvosi célú, kétfokozatú (oszcillátor+erősítő) és két hullámhosszon működő Nd:YAG lézer felépítése. |
Nd:YAG lézer: Igen nagy lézer-fényteljesítmények állíthatók elő, ezért elsősorban nagyméretű, nagy teljesítményű lézerek, ill. lézerrendszerek aktív anyagaként alkalmazzák. A YAG jó hővezető, ezért az impulzusüzem mellett kvázi-folytonos és akár folytonos üzemben is alkalmazható. A gerjesztő fényforrás lehet xenon villanólámpa, vagy 808 nm környékén működő nagyteljesítményű félvezető lézer. Legfontosabb sugárzási hullámhossza a közeli infravörösben levő 1064 nm, de gyakran alkalmazzák a frekvenciatöbbszörözéssel kapott felharmonikusait is: a zöld színű 532 nm és az UV tartományra eső 355 nm és 266 nm. Orvosi lézereknél gyakran a felharmonikus keltésre alkalmazott kristály nevével jelzik a lézer típusát, pl. 532nm-es KTP (kálium-titanil-foszfát) lézer. Az 1064 nm mellett 940, 1120, 1320, és 1440 nm hullámhosszú lézerátmenetei is vannak. Teljesítmény: folytonos üzemben 1-250 W, impulzusüzemben (~10 ns impulzushossz Q kapcsolással) akár 105 W-os nagyságrend is elérhető. Alkalmazhatók szemészeti és esztétikai célú bőrgyógyászati kezelések során.
Ezen lézertípusnak léteznek femtoszekundumos, vagy inkább szubpikoszekundumos impulzushosszal (500-800 fs) rendelkező változataik is. Ezek fényét lefókuszálva ~1013 W/cm2 teljesítménysűrűséget lehet elérni, ahol az anyagok abszorpciója nemlineárissá válik, vagyis azon anyagok is elnyelik a lézerfényt, amelyek egyébként átlátszóak lennének az adott hullámhosszon. Ilyen lézereket alkalmaznak például a szemészeti kezelések bizonyos típusainál.
A Ho:YAG lézer hullámhossza 2100 nm mely jól elnyelődik a vízben és a testnedvekben, ezért előszeretettel alkalmazzák a fogászatban és a kozmetológiában.
Az üvegeknek bár előnyük a jó optikai minőség és az olcsó előállítás, hátrányuk a YAG kristállyal szemben, hogy rossz hővezetők ezért impulzusüzemben működtethetők. Alkalmazási területük hasonló a YAG lézerekéhez. Jelentősebb képviselői a Nd:üveg lézer, mely 1060 nm-en sugároz, nagy, akár 50 J impulzusenergiával is rendelkezhet és teljesítménye a GW-os nagyságrendbe esik, másik elterjedtebb típusa az 1540 nm hullámhosszú Er:üveg lézer.