632,8 nm principai ir taikymas he - ne lazeriai

helis - neonas (jis - ne) lazeriai, kaip klasikinių dujų lazerių atstovas, užima nepakeičiamą vietą daugelyje sričių dėl savo unikalios našumo ir plačiai paplitusi. Ypač jis - ne lazeris, veikiantis 632,8 nm bangos ilgyje, kuris yra matomoje raudonos šviesos juostoje, labiau atitinka žmogaus regos suvokimo įpročius. Be to, jis turi puikų monochromatiškumą, darną ir direktyvumą, todėl mokslinių tyrimų ir pramonės srityse jis yra dažniausiai naudojamas šviesos šaltinis. {- 632,8 nm principo, charakteristikų ir pritaikymo gylio tyrimuose jis - ne lazeris ne tik padeda skatinti susijusių technologijų kūrimą, bet ir teikia stiprią paramą novatoriškai praktikai įvairiose srityse.

I. Pagrindiniai principai

I) Darbinės medžiagos ir energijos lygio perėjimo mechanizmas

He - ne lazerio darbinė medžiaga yra tam tikros proporcijos helio ir neoninių dujų mišinys, paprastai santykis yra maždaug 5: 1–20: 1 ir veikia esant žemoms - slėgio sąlygoms. Tokiomis specifinėmis sąlygomis, kai elektrinis laukas yra naudojamas, elektronai įgyja energijos ir pagreitėja, pirmiausia susiduria su helio atomais ir jonizuoja juos metastabiliai. Kadangi metastabilios helio atomų būsenos energija yra šiek tiek didesnė nei kai kurie sužadintos neoninių atomų būsenos energijos lygis, šios būsenos helio atomai perduoda savo energiją neonams, taip siurbdami neoninius atomus į aukštesnį energijos lygį. Kadangi daugybė neoninių atomų džiaugiasi dideliu energijos lygiu, pasiekiamas populiacijos inversijos pasiskirstymas, o tai yra būtina sąlyga generuoti stimuliuojamą emisiją. Kai neoniniai atomai, esant dideliam energijos lygiui, pereina į žemesnius, jie išskiria konkretaus bangos ilgio šviesą, tarp kurių 632,8 nm tiksliai atitinka tam tikros neoninių atomų pereinamosios linijos bangos ilgį. Šis procesas apima sudėtingus atominius fizinius reiškinius ir mikroskopinių dalelių sąveiką. Norint užtikrinti stabilią lazerio išėjimą, tiksliai kontroliuojantys veiksniai, tokie kaip dujų sudėtis, slėgis ir iškrovos sąlygos.

Ii) Optinio rezonatoriaus ertmės projektavimas

The optical resonator cavity is one of the core components of the He-Ne laser. It consists of two mirrors with different reflectivities. One end is a high-reflection mirror (HR>99,99%), kuris beveik visiškai atspindi šviesą; Kitas galas yra išėjimo jungtis (OC perdavimo greitis ~ 1%), leidžiantis nedideliam šviesos kiekiui praeiti kaip lazerio išėjimas. Atidžiai suprojektuodami rezonatoriaus ertmės ilgį ir formą, galima efektyviai parinkti išilginius režimus, tai reiškia, kad tik tam tikros fazės sąlygos tenkinančios šviesos bangas gali sudaryti stabilius virpesius ertmėje ir nuolat sustiprinti. Šis režimo atrankos mechanizmas užtikrina aukštą lazerio monochromatiškumą ir dažnio stabilumą. Be to, tinkamas ertmės ilgis garantuoja palyginti ilgą darnos ilgį (paprastai iki maždaug 30 cm), leidžiančią išvesties lazeriui turėti geras trikdžių charakteristikas, tinkamas įvairiems tikslumo matavimams ir eksperimentiniams poreikiams. Pavyzdžiui, atliekant interferometro eksperimentus, lazeris, turintis ilgą koherencijos ilgį, gali sukelti skaidrius ir ryškius pakraščių modelius, palengvindamas tikslų mažų poslinkių ar storio pokyčių matavimą.

Iii) poliarizacijos charakteristikų analizė

Šviesa, kurią skleidžia jis - ne lazeris, paprastai turi tam tikras poliarizacijos charakteristikas. Kai kuriais atvejais išvesties lemputė gali būti atsitiktinai poliarizuota, tačiau esant kitoms projektams ir darbo sąlygoms, galima pasiekti tiesiškai poliarizuotą išėjimą. Poliarizacijos būsena daro didelę įtaką daugeliui taikymo scenarijų. Pavyzdžiui, naudojant „Wollaston Prism“, skirtą pluošto padalijimui, norint užtikrinti teisingą padalijimo efektą, reikia atsižvelgti į krizinės šviesos poliarizacijos kryptį. Tyrimai rodo, kad tarp S/P poliarizacijos komponentų yra skirtumų - spektrinėje dinamikoje. Supratimas šias savybes padeda optimizuoti optinio kelio projektavimą ir pagerinti sistemos veikimą. Naudojant tinkamus poliarizacijos elementus ir metodus, tokius kaip „Brewster Windows“, lazerio poliarizacijos būseną galima efektyviai valdyti ir sureguliuoti, kad atitiktų konkrečius taikymo reikalavimus.

Iv) Elektrinis stabilumo veiksniai

Stabilios išėjimo galios palaikymas yra pagrindinis He - ne lazerio rodiklis. Tačiau faktinio veikimo metu tai turi įtakos įvairūs veiksniai, tokie kaip temperatūros svyravimai ir srovės pokyčiai. Norint pasiekti ± 0,5%per valandą stabilumo indeksą, buvo imtasi keleto priemonių. Viena vertus, įvedama temperatūros dreifavimo kompensavimo technologija, kai stebima aplinkos temperatūra ir darbiniai parametrai sureguliuojami realiame - laikas, kad būtų galima neutralizuoti temperatūros pokyčių poveikį; Kita vertus, tiksli srovės dydžio valdymas užtikrina iškrovos proceso stabilumą ir nuoseklumą. Šios technologijos ir metodai žymiai padidina lazerio patikimumą ir stabilumą skirtingose ​​darbo aplinkose, leidžiančiose jai išlaikyti stabilų našumą ilgą nuolatinio veikimo laikotarpį.

Ii. Pagrindiniai techniniai parametrai ir produktų tipai

I) tipinis specifikacijos palyginimas

Yra skirtingi 632,8 nm modeliai He - ne lazeriai, kuriuos galima rasti rinkoje, daugiausia skiriasi pagal galios diapazoną, pluošto skersmenį ir divergencijos kampą. Paprastai tariant, galia gali svyruoti nuo mažesnės 0,3 MW vertės iki aukštesnės 5MW, o pluošto skersmuo yra maždaug nuo φ0,6 mm iki φ1,5 mm, o divergencijos kampas skiriasi priklausomai nuo konkrečių dizainų. Mažesnės galios lazeriai yra tinkami progoms, kuriose yra mažų poreikių šviesos intensyvumui, pavyzdžiui, mokymo demonstracijos ar paprastos aptikimo užduotys; Nors aukštas - galios lazeriai yra tinkamesni programoms, kurioms reikalingi intensyvūs šviesos šaltiniai, pavyzdžiui, ilgas - atstumo perdavimas arba didelis - ploto švitinimas. Be to, taip pat yra specialiai suprojektuoti lazeriai, tokie kaip tie, kurių miniatiūriniai maitinimo šaltiniai yra padalyti, kurie suteikia pranašumų, tokių kaip kompaktiška struktūra ir ilga gyvenimo trukmė, todėl jie yra patogūs montuoti ir naudoti skirtinguose įrenginiuose ir aplinkose.

Ii) Specialiųjų funkcijų variantai

Be standartinio nuolatinio bangos išvesties tipo, jis - ne lazeriai, taip pat yra keletas variantų, turinčių specialias funkcijas. Pavyzdžiui, jodo dažnis - stabilizuoti lazeriai naudoja siaurą linijinio pločio charakteristiką jodo molekulinės absorbcijos linijoms, kad būtų pasiekta aukšta - tikslaus dažnio stabilizavimas, dažnai naudojamas kalibruoti kitus instrumentus ir įrangą; Acetileno dažnis - užrakinti lazeriai gali užfiksuoti dažnį tam tikra verte, tarnaudami kaip standartiniai optinio ryšio juostų įrenginiai; Be to, lazeriai, turintys pluošto jungčių sąsajas, gali geriau prisitaikyti prie sudėtingų optinių kelio sistemų, palengvindami integraciją į įvairias eksperimentines sąrankas ir gamybos įrangą. Šie specialūs funkcijų variantai dar labiau išplečia programos apimtį ir lankstumą HE - ne lazeriuose.

Iii. Išsamios taikymo sritys

I) Pagrindiniai moksliniai tyrimai

Interferometro šviesos šaltinis: Dėl savo aukšto darnos, 632,8 nm he - ne lazeris yra idealus šviesos šaltinis interferometrams. Atliekant fizikos tyrimus, jis dažniausiai naudojamas matuoti mažus poslinkius, padermes ir medžiagų deformacijas. Pavyzdžiui, atliekant medžiagų mechanikos veikimo bandymus, galima pastebėti trikdžių pakraščių pokyčius, kad būtų galima tiksliai apskaičiuoti streso esamų medžiagų deformacijos kiekį; Kokybės tikrinant optinius komponentus, trukdžių reiškiniai gali būti naudojami norint nustatyti, ar paviršiaus lygumas ir kreivumo spindulys atitinka reikalavimus.

Fizikos laboratorijos mokymas: Kaip klasikinė eksperimentinė priemonė, jis - ne lazeris yra plačiai naudojamas universiteto fizikos laboratorijos mokyme. Tai gali intuityviai parodyti svarbius optinius reiškinius, tokius kaip grotelių difrakcija ir dviguba - plyšio trukdžiai, padedantys studentams suprasti ir įsisavinti pagrindines bangų optikos koncepcijas ir principus. Tuo pačiu metu dėl gana paprasto veikimo ir aukšto saugumo lygio jis taip pat yra labai tinkamas pradedantiesiems praktikuoti rankas - apie įgūdžius ir ugdyti mokslinį raštingumą.

Ii) Pramoninis patikrinimas ir gamyba

Tikslus optinio elemento suderinimas: Surinkimo ir optinių sistemų paleidimo metu reikalingas tikslus įvairių optinių elementų pozicijų suderinimas. Šiuo metu plonas tiesus pluoštas, kurį skleidžia he - ne lazeris, gali būti idealus etaloninis pagrindas, padedantis technikams greitai ir tiksliai sureguliuoti lęšių, veidrodžių ir kitų elementų pozicijas, kad būtų užtikrintas visos sistemos optinio kelio teisingumas.

Išsklaidyta šviesos energijos lauko kiekybinė analizė srauto citometrijoje: Biomedicinos srityje srauto citometrija yra svarbi ląstelių analizės ir rūšiavimo technika. Stabilus šviesos šaltinis, kurį pateikė he - ne lazeris, gali sužadinti fluorescencinius žymenis ląstelių suspensijose ir aptikti išsklaidytos šviesos energijos pasiskirstymą, galima gauti informacijos apie ląstelių dydį, morfologiją ir kt. Tai turi didelę reikšmę tiriant ląstelių biologines savybes, ligos diagnozę ir gydymą.

Neskaidrumo stebėjimas ir maisto rūšiavimo sistema: Naudojant šviesos intensyvumo susilpnėjimą, praėjant per mėginius, galima realiai atlikti realų - laiko stebėjimo laiką. Šis principas naudojamas maisto perdirbimo pramonėje, siekiant atskirti skirtingų klasių produktus, tokius kaip vaisių brandumo ar mėsos kokybės įvertinimo patikrinimas. Naudojant automatizuotas valdymo sistemas kartu su lazerio aptikimo rezultatais, galima pasiekti efektyvias gamybos linijų rūšiavimo operacijas.

Iii) Medicinos prietaiso naujovės

Intravaskulinė švitinimo terapija širdies ir kraujagyslių ligoms: Pastaraisiais metais tyrimai nustatė, kad švitinimas su atitinkamų bangos ilgių lazeriais gali skatinti kraujotaką ir pagerinti audinių metabolines funkcijas. Remiantis šiuo principu, intravaskulinė švitinimo terapija pamažu buvo taikoma klinikinėje praktikoje kaip papildomas kai kurių širdies ir kraujagyslių ligų gydymas. 632,8nm he - ne lazeris tampa vienu iš pageidaujamų šviesos šaltinių dėl jo gero skverbimosi galimybių ir biologinio suderinamumo.

Galimas ne - invazinės lazerio terapijos įrangos vystymas: Be tradicinių chirurginio gydymo metodų, ne - invaziniai lazerio gydymo būdai didėja. Tikimasi, kad jis - ne lazeris vaidins svarbų vaidmenį šioje srityje, pavyzdžiui, gydant odos ligas ar skatinant žaizdų gijimą. Šiuo metu aktyviai vykdomi svarbūs tyrimai, o ateityje gali atsirasti novatoriškesnių medicinos prietaisų.

Iv) Pasienio tarpdisciplininės programos

Sužadinimo šaltinio pasirinkimas Ramano spektroskopijoje: Ramano sklaida yra ypatingas reiškinys, pastebėtas po to, kai grubinus gydymą ant specifinių metalų paviršių. Norint gauti aukštą - kokybės Ramano spektrą, labai svarbu pasirinkti tinkamą sužadinimo šaltinį. 632,8 nm he - ne lazeris, atsižvelgiant į jo vieno bangos ilgį ir didelį intensyvumą, dažnai naudojamas kaip idealus Ramano spektrometrų sužadinimo šaltinis, prisidedantis prie geresnio aptikimo jautrumo ir skiriamosios gebos.

Fazių moduliacijos optimizavimo strategijos holografiniame vaizdo gavimo technologijoje: Holografinis vaizdas yra technika, kurioje užfiksuota visa informacija apie objektą, įskaitant amplitudę ir fazę. Naudojant HE - ne lazerį holografijai, lazerio parametrų koregavimas gali realizuoti veiksmingą fazės moduliaciją, taip pagerindama vaizdo kokybę ir kontrastą. Tai labai svarbu trims - matmenų rekonstrukcijai, mikro - nano gamybai ir kitiems laukams.

Anti - jūrinės jūrinės vizualinės navigacijos sistemos projektavimo atvejis: Jūrų aplinkoje tradicinius regos navigacijos metodus lengvai veikia nepalankios oro sąlygos. Jūrų vaizdinės navigacijos sistema, sukurta kartu su HE - ne lazeriu, kaip signalo šaltinis turi stiprias anti - trukdžių galimybes, teikiant patikimas rekomendacijas net esant žemo matomumo sąlygoms, tokioms kaip miglotos ar lietinės dienos. Sėkmingas šios sistemos pritaikymas rodo unikalius He - ne lazerio pranašumus ypatingomis aplinkybėmis.

Apibendrinant galima pasakyti, kad 632,8nm helio - neonas (jis - ne) lazeris tapo neatsiejama optinės technologijos dalimi dėl savo unikalios darbo principo, puikių našumo savybių ir plačiai paplitusios programos įvairiose srityse. Tai sujungia tokius pranašumus kaip mažos išlaidos, paprastumas ir didelis patikimumas, gyvybiškai svarbių vaidmenų vaidinimas ne tik atliekant pagrindinius mokslinius tyrimus, bet ir pramoninės gamybos, medicinos sveikatos ir kitose srityse. Žvelgiant į ateitį, nuolat plėtojant miniatiūrines pakuočių technologijas, nešiojamasis jis - ne lazeriai taps populiaresni; Tuo tarpu tikimasi, kad naujų dažnio stabilizavimo technologijų proveržiai išplės savo taikymo ribas aukštomis - galutinėmis sritimis, tokiomis kaip kvantinė metrologija. Galima numatyti, kad ilgą laiką ateinantį laiką 632,8 nm he - ne lazeris išliks nepakeičiama priemonė tyrėjams ir inžinieriams.

Kontaktinė informacija:

Jei turite idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, mes laikysimės savo tikslo suteikti klientams aukštos kokybės, žemas kainas ir geriausią paslaugą.