이득 매질 내 효과적인 에너지 저장은 Q-스위치 레이저에서 높은 펄스 에너지를 달성하기 위한 근본적인 전제 조건입니다. 펄스 에너지를 극대화하려면 레이저 결정에서 긴 상위 상태 수명을 우선시하고, 능동 스위칭 메커니즘을 사용하여 타이밍을 최적화하며, 완전한 개체 반전을 허용할 만큼 낮은 반복률로 작동해야 합니다.
핵심 요점 높은 펄스 에너지를 달성하는 것은 저장 용량과 타이밍의 함수입니다. 장시간 동안 여기 에너지를 저장할 수 있는 이득 매질(긴 상위 상태 수명)을 선택하고, 개체 반전이 절대적인 정점에 도달했을 때만 이 에너지를 방출하는 스위칭 메커니즘을 활용해야 합니다.
이득 매질 최적화
상위 상태 수명의 역할
연속 펌핑 시스템에서 에너지 저장 능력은 이득 매질의 상위 상태 수명과 직접적으로 관련됩니다. 수명이 길수록 자발 방출로 인해 소멸되기 전에 매질이 더 많은 펌프 에너지를 축적할 수 있습니다.
올바른 재료 선택
저장이 필요하기 때문에 고에너지 응용 분야에서는 일반적으로 네오디뮴 도핑 대안(예: Nd:YAG)보다 이트륨 도핑 매질(예: Yb:YAG)이 선호됩니다. Yb:YAG는 훨씬 긴 상위 상태 수명을 제공하여 우수한 에너지 저장소 역할을 합니다.
이득 대 펄스 지속 시간 역학
Yb 도핑 매질은 에너지 저장에 뛰어나지만 일반적으로 Nd:YAG에 비해 이득이 낮습니다. 이러한 물리적 특성은 더 긴 펄스 지속 시간으로 이어지며, 이는 최대 펄스 에너지를 우선시할 때 필요한 절충입니다.
Q-스위치 메커니즘 선택
능동 Q-스위칭의 우수성
고에너지 생성을 위해서는 능동 Q-스위칭이 표준입니다. 이 방법은 셔터 시간을 외부에서 정밀하게 제어할 수 있어 완전한 개체 반전에 필요한 최대 시간 이후에만 스위치가 열리도록 보장합니다.
에너지 방출 타이밍
능동 스위치는 레이저가 저장된 에너지가 최대치에 도달했을 때 정확히 발사되도록 하여, 이득 매질의 준안정 상태의 붕괴 수명과 정확히 일치하도록 펄스 생성을 타이밍할 수 있게 합니다.
수동 Q-스위칭의 한계
수동 Q-스위치는 일반적으로 에너지를 최대화하는 데 덜 효과적입니다. 이는 흡수체 포화에 의존하여 펄스를 트리거하기 때문입니다. 이러한 방출은 종종 개체 반전, 따라서 잠재적 에너지가 최대 수준에 도달하기 전에 자동으로 발생합니다.
시스템 아키텍처 및 작동
반복률 관리
가능한 가장 높은 펄스 에너지를 달성하려면 레이저를 낮은 펄스 반복률로 작동해야 합니다. 특히, 매질이 펄스 사이에 재충전될 충분한 시간을 갖도록 하기 위해 반복률은 상위 상태 수명 역수보다 낮게 유지해야 합니다.
증폭기 시스템(MOPA) 사용
단일 발진기로는 충분한 에너지를 제공할 수 없을 때 마스터 발진기 전력 증폭기(MOPA) 아키텍처가 필요합니다. 이 설정은 마스터 레이저에서 펄스를 생성한 다음 후속 증폭 단계를 통해 에너지를 크게 증폭합니다.
기하학적 고려 사항
다른 공진기 기하학은 다른 결과를 선호합니다. 박막 레이저는 열 관리 기능으로 인해 매우 높은 펄스 에너지에 적합하지만 이득이 낮다는 단점이 있습니다. 반대로 마이크로칩 레이저는 공진기가 매우 짧지만 중간 정도의 에너지로 제한됩니다.
절충점 이해
펄스 에너지 대 펄스 지속 시간
에너지 최대화와 펄스 지속 시간 최소화 사이에는 내재적인 충돌이 있습니다. 고에너지 매질(예: 박막 또는 Yb:YAG)은 이득이 낮아 필연적으로 더 긴 펄스로 이어집니다. 가장 짧은 펄스(나노초 이하)를 달성하려면 일반적으로 고이득, 짧은 공진기 설계(예: 소형 종단 펌핑 레이저)가 필요하며, 이는 총 에너지 수율을 희생합니다.
피크 에너지 대 평균 전력
펄스당 에너지를 최대화하기 위해 낮은 반복률로 작동하는 것은 비용이 듭니다. 개별 펄스는 더 강력하지만, 레이저가 덜 자주 발사되기 때문에 시스템의 평균 출력 전력은 감소합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
최적의 설계를 선택하려면 애플리케이션의 특정 요구 사항을 고려해야 합니다.
- 주요 초점이 최대 펄스 에너지인 경우: 펄스 지속 시간이 길어지더라도 능동 Q-스위칭과 긴 상위 상태 수명을 가진 Yb 도핑 매질(예: Yb:YAG)을 우선시하십시오.
- 주요 초점이 매우 짧은 펄스 지속 시간인 경우: 펄스 에너지가 밀리줄 범위 또는 그 이하가 될 수 있음을 받아들이고, 고이득의 소형 종단 펌핑 고체 레이저 또는 마이크로칩 레이저를 선택하십시오.
- 주요 초점이 중간 에너지의 고평균 전력인 경우: 반복률과 증폭을 균형 있게 맞추기 위해 광섬유 MOPA(MOFA) 아키텍처를 구현하십시오.
고에너지 레이저 설계는 궁극적으로 인내심을 발휘하는 과정입니다. 매질이 에너지를 저장할 충분한 시간을 허용하고 최대 반전 시점에 정확히 방출되도록 기다리는 것입니다.
요약 표:
| 주요 요인 | 고에너지 전략 | 절충점 / 고려 사항 |
|---|---|---|
| 이득 매질 | 이트륨 도핑(예: Yb:YAG) | 낮은 이득으로 인한 더 긴 펄스 지속 시간 |
| 스위칭 방법 | 능동 Q-스위칭 | 외부 타이밍 제어 필요 |
| 반복률 | 낮음(수명 역수 미만) | 낮은 평균 출력 전력 |
| 아키텍처 | MOPA(마스터 발진기 전력 증폭기) | 시스템 복잡성 증가 |
| 공진기 유형 | 박막 레이저 | 고에너지에서 우수한 열 관리 |
정밀 기술로 클리닉을 향상시키세요
BELIS는 세계적 수준의 결과를 제공하려면 우수성을 위해 설계된 전문가 등급 장비가 필요하다는 것을 이해합니다. 피부 재생을 위한 고급 피코 또는 Nd:YAG 레이저 시스템 또는 고에너지 다이오드 제모 솔루션을 찾고 계시든, 저희 포트폴리오는 클리닉 및 프리미엄 살롱을 위해 독점적으로 설계되었습니다.
귀하에 대한 당사의 가치:
- 첨단 기술: 최첨단 레이저 시스템, HIFU 및 미세 바늘 RF에 액세스하십시오.
- 바디 조각 전문성: EMSlim 및 Cryolipolysis를 포함한 전문 솔루션.
- 포괄적인 관리: Hydrafacial 시스템부터 고급 피부 테스터까지 통합 도구.
업계 최고의 의료 미용 장비로 서비스 제공을 업그레이드할 준비가 되셨습니까? 지금 바로 전문가에게 문의하여 비즈니스에 완벽한 솔루션을 찾으십시오.
관련 제품
- 클리닉용 다이오드 레이저 SHR 트리레이저 제모기
- 클리닉용 IPL 및 SHR 제모기, Nd:YAG 레이저 문신 제거기
- 뷰티 클리닉용 트라이레이저 다이오드 제모기
- 문신 제거용 피코 초음파 레이저 기계 피코슈어 피코 레이저
- 7D 12D 4D HIFU 기기
