
ย้ายจากยุคของหลอดไฟส่องสว่างไปยัง LED และต่อมาเป็น OLED เราได้เห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในการให้ความสว่างแก่โลก แต่มีอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่กำลังจะพลิกโฉมวงการแสง: เลเซอร์ การใช้งานของเลเซอร์นั้นมีตั้งแต่การผ่าตัดทางการแพทย์ไปจนถึงการสแกนบาร์โค้ด และจากการสื่อสารด้วยใยแก้วไปจนถึงการบันทึกข้อมูลในดิสก์ Blu-ray และนี่คือที่ Yttrium Aluminum Garnet (YAG) เข้ามาเกี่ยวข้อง
YAG เป็นผลึกสังเคราะห์ที่ประกอบด้วยธาตุyttrium, aluminum และ oxygen ในโครงสร้าง garnet โครงสร้างนี้มีความเสถียรสูงทำให้ YAG ทนต่ออุณหภูมิสูงและความเค้นทางกลไก ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับการใช้งานในเลเซอร์
YAG มีความสามารถในการถูกกระตุ้นด้วยแสงจากแหล่งกำเนิดพลังงาน เช่น 플래시램프 หรือ diode laser เพื่อ उत्ปล่อยแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 1,030 นาโนเมตร ความยาวคลื่นนี้เป็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมการตัด การเจาะ และการทำเครื่องหมายบนวัสดุต่างๆ
Yttrium Aluminum Garnet: การปลดล็อคศักยภาพของเลเซอร์!
หนึ่งในข้อดีหลักของ YAG คือสามารถถูก doping (เติมสิ่งเจือปน) ด้วยไอออนของธาตุอื่นๆ เช่น neodymium (Nd), erbium (Er) หรือ ytterbium (Yb) การเติม dopant จะเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นของแสงเลเซอร์ที่ उत्ปล่อยออกมา ทำให้ YAG สามารถใช้ได้ในหลากหลายแอพพลิเคชั่น
ตัวอย่างเช่น Nd:YAG laser ที่มี wavelengths ประมาณ 1,064 nm เป็น laser ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากสามารถนำมาปรับแต่งให้เป็นwavelengths อื่นๆ เช่น 532 nm (สีเขียว) หรือ 355 nm (สีอัลตร้าไวโอเลต) ได้ด้วย Nd:YAG lasers ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์, อุตสาหกรรม และวิจัย
คุณสมบัติและการผลิต Yttrium Aluminum Garnet
YAG เป็นวัสดุที่มีความโปร่งใสสูง, มีความแข็งแรง และทนต่ออุณหภูมิสูง มันยังสามารถถูกตัดและขัดให้เป็นรูปร่างต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ
การผลิต YAG เริ่มต้นด้วยการละลาย oxide ของyttrium, aluminum, และ oxygen เข้าด้วยกันใน crucible ที่มีอุณหภูมิสูง สารละลายที่ได้จะถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อให้ผลึก YAG โตขึ้น กระบวนการนี้เรียกว่า “crystal growth”
หลังจากนั้น ผลึก YAG จะถูกตัดและขัดให้เป็นรูปร่างที่ต้องการสำหรับแอพพลิเคชั่นเฉพาะ YAG crystals ยังสามารถผ่านกระบวนการ doping โดยเติม dopant ions (Nd, Er, Yb) เข้าไปเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของแสงเลเซอร์
Yttrium Aluminum Garnet: การยกระดับวงการเทคโนโลยี?
ในอนาคต YAG คาดว่าจะได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากความต้องการแสงเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพและความยาวคลื่นที่หลากหลายเพิ่มสูงขึ้น
YAG จะมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวิทยาศาสตร์, อุตสาหกรรม และการแพทย์
ตารางแสดงคุณสมบัติของ Yttrium Aluminum Garnet
คุณสมบัติ | ค่า |
---|---|
ความหนาแน่น (g/cm³) | 4.56 |
จุดหลอมเหลว (°C) | 1,970 |
ค่าการนำความร้อน (W/(m⋅K)) | 20 |
อัตราการขยายตัวความร้อน (x10⁻⁶/°C) | 8.5 |
ความโปร่งใส | 85% (350-2,000 nm) |
YAG ไม่ได้เป็นแค่ผลึกธรรมดา แต่เป็นศูนย์กลางของนวัตกรรมในวงการแสง
จากการผ่าตัดทางการแพทย์ที่แม่นยำไปจนถึงการสื่อสารความเร็วสูง YAG เลเซอร์กำลังเปลี่ยนแปลงโลกใบนี้!