Rubínový laser: Princip fungování

První lasery se objevily před několika desítkami let, a tento segment se pohybuje mezi největší firmy dnes. Vývojáři dostat všechny nové kvalitní vybavení, což umožňuje uživatelům účinně aplikovat v praxi.

Solid-state laser ruby není považován za jeden z nejmodernějších zařízení tohoto typu, ale i pro všechny své chyby, pořád najde mezeru v provozu.

Přehled

Rubínové lasery jsou klasifikovány jako polovodičových zařízení. Ve srovnání s chemickými a plynu analogy mají méně vysokou kapacitu. To se vysvětluje tím rozdílem v charakteristikách prvků, kterým je záření poskytnutých. Například stejné chemické lasery, které jsou schopné tvořit toku výstupu světelného stovek kilowattů. Mezi funkce, které odlišují rubínový laser, na vědomí, vysoký stupeň monochromaticity, provázanost záření. Dále, některé modely poskytují zvýšenou koncentraci světelné energie v prostoru, který je dostatečně provést fúzi zahříváním plazmového paprsku.

Jak název napovídá, jako aktivní laserové prostředí působí rubínový krystal prezentovány ve formě válce. Když to skončí tyče jsou leštěné zvláštním způsobem. Pro rubínový laser by mohl poskytnout maximální možnou zářivé energie na to, strany krystalu je zpracován až do dosažení planparalelní pozici vzhledem k sobě navzájem. Ve stejné době, konce musí být kolmé k ose prvku. V některých případech jsou konce vyčnívající poněkud zrcadla dále pokryty dielektrickým filmem nebo vrstvou stříbra.

Zařízení rubínové lasery

Přístroj se skládá z rezonátoru komoru, a zdroj energie, který excituje atomy krystalu. Blesku xenon může být použit jako flash aktivátor. Světelný zdroj je uspořádán podél jedné osy rezonátoru, který má válcový tvar. Na druhé straně osy rubín prvek umístěn. Zpravidla používá 2-25 cm dlouhé tyče.

Rezonátor prakticky veškeré světlo lampy je zaměřen na krystalu. Je třeba uvést, že při zvýšených teplotách, které jsou potřebné pro optické čerpání krystalu, je schopen pracovat, ne všechny xenonové výbojky. Z tohoto důvodu je rubínový laser zařízení, které se skládá ze zdrojů světla na bázi xenonu, vztaženo na kontinuální způsob provozu, který je také nazýván puls. S ohledem na tyč, to je obvykle vyrobena z umělého safíru, který může být vhodně modifikováno provozními požadavky na laseru.

Princip činnosti laseru

Při aktivaci zařízení tím, že zahrnuje lampy inverzní efekt nastává s rostoucí úrovní ionty chrómu v krystalu, což má za následek zvýšení lavinou začíná počet emitovaných fotonů. Pokud k tomu dojde v obvodu zpětné vazby rezonátoru poskytnutých zrcadlových ploch na koncích pevného jádra. Tak je soustředěný výstupní proud.

Trvání pulsu, obvykle ne více než 0,0001 do této kratší trvání účinku ve srovnání s neonovou bleskem. Pulsní laserová energie je rubín 1 J. Stejně jako v případě plynových zařízení, principu výstavby rubínový laser a zpětnovazební účinek. To znamená, že intenzita světelného toku začne být udržovány zrcadel, interagující s optickým rezonátoru.

Režimy provozu laseru

Ve většině případů, je rubínový laser tyč použita v tvarovací režimu pulzů na ms velikosti. Pro dosažení delší technologii doba aktivity zvyšuje energii optického čerpání. To se provádí za použití vysoce výkonných pulzovanými lampy. Vzhledem k tomu, pole pulzní vzestupu vzhledem k době, tvořící elektrický náboj v flash trubky, vyznačující se tím, plochý, rubínový laser operace začíná s určitým zpožděním v době, kdy je počet aktivních prvků překračuje prahovou hodnotu.

Někdy jsou poruchy a generování puls. Tyto jevy jsou pozorovány v pravidelných intervalech po snížení výkonové ceny, to znamená, že když síla kapacita klesne pod prahovou hodnotu. Rubín laser může teoreticky fungovat v kontinuálním režimu, ale tato operace vyžaduje konstrukci výkonnějších lamp. Ve skutečnosti, v tomto případě, vývojáři se potýkají se stejnými problémy jako při tvorbě plynových laserů - nepřiměřenost aplikačního prvku základny s lepšími vlastnostmi a výsledkem je, schopnosti omezení zařízení.

typy

Přínosy zpětné účinnosti je nejzřetelněji vyjádřena v laserech s nonresonant spojky. V takových provedeních, je aplikována další difuzní prvek, který umožňuje, aby vydávaly kontinuálního frekvenčního spektra. Také se používá rubínový laser s Q-switched - dva kolíky jsou zahrnuty v jeho struktuře, pak se ochladí a nechlazený. Rozdíl teploty umožňuje vytvoření dvou laserových paprsků, které jsou rozděleny o vlnové délce v nm. Tyto paprsky lesk impulsní vypouštění, a úhel mezi vektory různého malé hodnoty.

Používá-li se rubínový laser?

Tyto lasery se vyznačují nízkou účinností, ale jinou tepelnou odolností. A tyto vlastnosti jsou vzhledem ke směru praktické využití laserů. V současné době se používají při tvorbě holografie, a v odvětvích, které vyžadují vysoce přesné děrování provádět operace děr. Taková zařízení se používají v svařovacích operací. Například při výrobě elektronických systémů pro logistiku satelitní komunikace. V lékařství, také našel svou cestu rubínový laser. Využití technologie v průmyslu opět vzhledem k možnosti zpracování s vysokou přesností. Tyto lasery se používají jako náhrada za sterilních skalpelů, které vykonávají mikrochirurgické operace.

závěr

Rubínový laser s aktivním médiem včas stal prvním provozování tohoto typu systému. Ale s rozvojem alternativních zařízení s plynovými a chemickými přísadami vyšlo najevo, že jeho výkon má mnoho nevýhod. A to nehledě na skutečnost, že rubínový laser je jedním z nejtěžších v oblasti zpracovatelského průmyslu. Se zvyšující jeho zpracovatelnost a zvýšené požadavky na prvky, které tvoří strukturu. V souladu s tím se zvyšuje výrobní náklady a zařízení. Nicméně, vývoj laserových modelů na ruby krystalu se jeho základna připojena, mimo jiné, s unikátními vlastnostmi pevném stavu aktivního prostředí.