Laser Nd-YAG - Définition

Applications

Ophtalmologie

Photographie par lampe à fente d'une opacification capsulaire postérieure, visible quelques mois après l'implantation d'une lentille intraoculaire dans l'œil, visible sur la rétroillumination

Les lasers Nd-YAG sont utilisés couramment en ophtalmologie comme moyen de correction des opacifications capsulaires postérieures (post-cataractes). Ils sont utilisés pour l'iridectomie périphérique chez les patients atteints d'un glaucome aigu à angle fermé pour laquelle il a supplanté l'iridectomie chirurgicale. Le laser Nd-YAG doublé en fréquence (532 nm) est utilisé en lieu et place du laser à argon pour des photocoagulations pan-rétiniennes pour des patients atteints de rétinopathie diabétique.

Médecine esthétique

Ces lasers sont largement utilisés dans le domaine de la médecine esthétique : épilation laser, traitement de lésions vasculaires mineures comme les télangiectasies du visage, détatouage, remodelage cutané non ablatif (réduction des rides et cicatrices), …

Production industrielle

Le laser Nd-YAG est utilisé comme outil de gravure, de gravure à l'eau-forte ou d'inscriptions sur de nombreux types de métaux et de plastiques. Il est également massivement utilisé dans la métallurgie pour la découpe, la soudure d'aciers et de super-alliages et de fabrication rapide. Pour les applications automatisées (découpe et soudure d'aciers), les niveaux de puissance requis sont typiquement dans la gamme de 1 à 5 kW. Le perçage des super alliages (pour les éléments de turbines à gaz) nécessite de manière typique des lasers Nd-YAG pulsés (impulsions milliseconde, non Q-switché). Ils sont également employé pour le marquage sub-surface dans les matériaux transparents comme les verres ou les verres acryliques.

Dynamique des fluides

Les lasers Nd-YAG sont également utilisés dans les techniques de visualisation en dynamique des fluides (par exemple pour de la vélocimétrie par image de particule ou par fluorescence induite).

Spectacle

Les lasers Nd-YAG et Nd-YVO₄ sont utilisés en light-show pour créer de nombreux spectacles de lumière, où leur rayon, dévié par des systèmes de miroirs créé des effets volumétriques dans un brouillard artificiel, ou permet la projection de graphismes, dessins animés et d'écritures. Ils offrent une alternative intéressante aux laser argon et argon/kryptons, utilisés jusqu'alors pour ce genre d'applications, mais qui sont bien plus contraignants (alimentation électriques importantes, refroidissement par eau en circuit ouvert, poids, tailles, etc...) à mettre en œuvre.

Spécifications technique

Propriétés physique et chimique du Nd:Yag

• Formule: Y₃AI₅O₁₂
• Masse moléculaire: 596.7
• Structure cristalline: Cubique
• Dureté: 8 - 8.5 (Moh)
• Point de fusion: 1 950 °C (3 540 °F)
• Densité: 4,55 g·cm^-3

Optique - Indice de réfraction du Nd:YAG

      Longueur d’onde (μm)     Index n (25 °C)            0.8                   1.8245            0.9                   1.8222            1.0                   1.8197            1.2                   1.8152            1.4                   1.8121      

Propriétés du Nd:YAG à 25 °C (avec 1% Nd)

• Formule: Y_2.97Nd_0.03AI₅O₁₂
• Poids du Nd: 0.725%
• Atomes de Nd / cm3: 1.38 x 10²⁰
• Longueur d’onde: 1 064 nm
• Transition: ⁴F_3/2 >> ⁴I_11/2
• Durée de fluorescence: 230 μsec
• Conductivité thermique: 0.14 W cm^-1 K^-1
• Chaleur massique: 0.59 Jg^-1 K^-1
• Dilatation thermique: 6.9 x 10^-6°C^-1
• dn / dt: 7.3 x 10^-6°C^-1
• Module de Young: 3.17 x 10⁴ Kg / mm^-2
• Coefficient de Poisson: 0.25
• Résistance au choc thermique: 790 Wm^-1