Kiek yra lazerinių generatorių? (1 dalis)

Pagal principo analizęlazerio generavimas, žinoma, kad lazeris yra veikiamas „sužadinimo šaltinio“, atomo aukšto lygio elektronų skaičius didėja, o pabuvus labai trumpai pereinama į žemą lygį ir išspinduliuojamas lazeris. Tuo pačiu metu. Nesunku žinoti, kad turi būti daug daug materijos atomų, galinčių skleisti lazerio šviesą veikiant „sužadinimo šaltiniui“.

Grubiai tariant, norint sukurti lazerinį generatorių, yra keturi elementai:

① Pasirinkite darbo terpę lazeriui generuoti. Tai gali būti dujinis, skystas, kietas arba puslaidininkis, jei terpėje galima pasiekti dalelių populiacijos inversiją, galima gauti lazerį.

② Svarbu pasirinkti „motyvatorių“. „Sužadinimo šaltinis“ priverčia žemo lygio terpės elektronus efektyviai pereiti į aukštą lygį, pasiekdamas vadinamąjį elektronų skaičiaus pasikeitimą. Dujų išlydžio metodu galima panaudoti elektronus, turinčius kinetinę energiją dielektriniams atomams sužadinti, tai vadinama elektriniu sužadinimu; Impulsinis šviesos šaltinis taip pat gali būti naudojamas darbo terpei apšvitinti, vadinamas šviesos sužadinimu; Yra šiluminės paskatos, cheminės paskatos ir pan. Įvairūs sužadinimo būdai vizualizuojami kaip siurbimas arba siurbimas. "Siurbimo" tikslas yra padidinti dalelių skaičių aukšto energijos lygio nei žemo energijos lygio.

③ Taip pat svarbu sukonstruoti rezonatorių. Kadangi "siurblio" generuojamas lazerio intensyvumas yra labai silpnas ir jo praktiškai neįmanoma pritaikyti, silpnas lazeris turi būti rezonuojamas su lazeriu, kad išėjimo lazeris būtų sustiprintas, kad būtų pasiektas praktinio pritaikymo laipsnis.

④ Didelės energijos lazeriams reikia aušinimo sistemų. Dėl stiprios šviesos rezonatoriaus viduje, rezonatorių reikia aušinti.

Pagal lazerio darbo terpę yra kietieji lazeriai, dujiniai lazeriai, puslaidininkiniai lazeriai, cheminiai lazeriai, o dabar yra „skaidrus keraminis lazeris“.

Pagal lazerio išvesties režimą yra nuolatiniai lazeriniai ir impulsiniai lazeriai.

Lazerio veikimo rodikliai daugiausia sutelkti į šiuos aspektus: Pirma, lazerio spindulio dažnių diapazonas, nes lazeris gali atlikti "sužadinimo šaltinį", bet taip pat gali atlikti spektro analizę šviesos šaltinyje, todėl būtina žinoti lazerio spektras; Antrasis yra lazerio spindulio galia, ypač didžiausia galia, nes galios dydis nusako lazerio taikymo sritį; Trečiasis yra lazerio spindulio energijos koncentracijos apšvitinimo plotas, nes švitinimo plotas skirtingose ​​​​programose yra skirtingas.

Ⅰ. Kietojo kūno lazeriai

Lazeriai gali būti pagaminti iš daugelio kietų medžiagų. Visų pirma, naudojant sintetinius metodus, keramikos gamybos procese galite sukurti kristalus, kuriuose yra skirtingų komponentų, vadinamų "skaidria keramine lazerine terpe". Dabar lazeris, pagamintas iš dirbtinių kristalų, yra labai patogus ir praktiškas. Čia yra trys įprasti kietojo kūno lazeriai.

1. Rubino lazeris

Pirmasis lazeris buvo rubino lazeris. 1960 m. liepą Maimanas sėkmingai pagamino pirmąjį pasaulyje rubino lazerį, blykstės šviesą įšvietė į rubino kristalą, sukurdamas nuoseklų impulsinį lazerio spindulį, kuris sukrėtė pasaulį ir sukėlė lazerių kūrimo bumą.

Analizė rodo, kad rubinas yra kristalas, o jo matrica yra Al2O3 (aliuminio oksidas), kuriame yra 0.03-0,4 procento (masės santykis) Cr2O3 (chromo trioksido), todėl galite paspausti šių medžiagų miltelių formavimas, vakuuminis sukepinimas, galite gaminti dirbtinį rubino kristalą, o dirbtinio rubino lazdelės gamybos lazerio našumas yra geresnis, plačiai naudojamas, ši lazerio terpė taip pat buvo visiškai ištirta; Visų pirma, "siurblio šaltinis" naudoja stiprią impulsinę ksenono lempą; Rezonatorius vis dar yra senas būdas, abiejuose lazerio galuose, vienas priešais kitą su dviem didelio atspindžio veidrodžiais, vienas beveik visiškai atspindės lazerį į darbo terpę, kad dalyvautų rezonanse, kitas atspindės didžiąją dalį šviesos atgal. iki rezonanso, o pro veidrodį išspinduliuoja nedidelis lazerio kiekis, skleidžiamas stiprus lazeris, naudojamas praktiniam lazeriui.

Dabar rubino lazerio išėjimo energija gali būti sudaryta iš skirtingų lygių, iki tūkstančių džaulių.

2. Neodimiu legiruotas itrio aliuminio granato kristalinis lazeris

Neodimiu legiruotas itrio aliuminio granato kristalas sudarytas iš itrio (Y2O3) ir aliuminio (Al2O3) santykiu 3:5 įtraukimo (Nd2O3), presavimo formavimo, kristalų sukepinimo vakuume 1700 laipsnių kampu, dažnai naudojamas artimųjų ir tolimųjų infraraudonųjų spindulių šviesoje. kietojo kūno lazeriai, puikus našumas. Kaip siurblio šviesos šaltinis naudojama ištisinė kriptono lempa arba volframo jodido lempa, kuri tiesiog suderinama su 3-valentinių Nd jonų sugerties juosta. Neodimiu legiruoti itrio aliuminio granato lazeriai gali būti nuo dešimčių iki šimtų vatų, taip pat gali būti labai galingi.

3. Nd stiklo lazeris

Neodimis kaip substratas dedamas į didelio grynumo silikatinį stiklą, o šis neodimio stiklas naudojamas lazeriams gaminti, o fosfatas taip pat naudojamas kaip substratas neodimiui įterpti.

Neodimio stiklo lazeriai veikia panašiai kaip pirmiau minėti kristaliniai lazeriai.

Mažos galios neodimio stiklo lazeriai yra efektyviai naudojami šviesolaidžio ryšiui, o dvi svarbiausios technologijos šviesolaidžio ryšio plėtrai yra optinių signalų moduliavimas puslaidininkiniais lazeriais ir neodimio stiklo lazerių naudojimas kaip kartotuvai (žr. straipsnių serija, Nr. 61). Signalinę šviesą sustiprina kartotuvai, o optinius signalus galima perduoti dideliais atstumais.

Didelio galingumo neodimio stiklo lazerius taip pat lengva pagaminti. Kadangi neodimio stiklo optinis vienodumas yra geras, jį lengva paruošti į didelės apimties medžiagą, kurią lengviau apdoroti nei kristalus, o neodimio stiklo gamybos sąnaudos yra labai mažos. Kuo didesnis neodimio stiklo strypo tūris, tuo didesnė išėjimo lazerio energija; Todėl praktikoje pageidaujami kietojo kūno lazeriai yra neodimio stiklo lazeriai, kurie gali būti mažos arba didelės galios.

Branduolinės sintezės eksperimentuose buvo naudojami didelės galios neodimio stiklo lazeriai. 1974 m. Šanchajaus optinių mašinų institutas sėkmingai sukūrė šešias didelės galios neodimio stiklo lazerių sistemas, kurių nanosekundžių galia siekia 100,000 megavatų, kurios sėkmingai panaudojo lazerį aukštos temperatūros ir didelio tankio plazmai generuoti. labai prisidėjęs prie branduolių sintezės „uždegimo“ įrenginio.

Kontaktinė informacija:

Jei turite kokių nors idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, sieksime savo tikslo teikti klientams aukštą kokybę, žemas kainas ir geriausias paslaugas.