ლაზერის პრინციპები და ტიპები

პრინციპები და ტიპებილაზერი
რა არის ლაზერი?
ლაზერი (სინათლის გაძლიერება გამოსხივების სტიმულირებული ემისიის გზით); უკეთესი წარმოდგენისთვის, გადახედეთ ქვემოთ მოცემულ სურათს:

უფრო მაღალი ენერგეტიკული დონის ატომი სპონტანურად გადადის უფრო დაბალ ენერგეტიკულ დონეზე და ასხივებს ფოტონს, პროცესს, რომელსაც სპონტანური გამოსხივება ეწოდება.
პოპულარული შეიძლება გავიგოთ, როგორც: ბურთი მიწაზე მისი ყველაზე შესაფერისი პოზიციაა, როდესაც გარე ძალა (ე.წ. ტუმბო) ბურთს ჰაერში აწვება, გარე ძალის გაქრობის მომენტში, ბურთი დიდი სიმაღლიდან ვარდება და გარკვეული რაოდენობის ენერგიას გამოყოფს. თუ ბურთი კონკრეტული ატომია, მაშინ ეს ატომი გადასვლის დროს კონკრეტული ტალღის სიგრძის ფოტონს ასხივებს.

ლაზერების კლასიფიკაცია
ადამიანებმა აითვისეს ლაზერული გენერაციის პრინციპი, დაიწყეს ლაზერის სხვადასხვა ფორმის შემუშავება, თუ ლაზერული სამუშაო მასალის მიხედვით კლასიფიცირდება, შეიძლება დაიყოს გაზის ლაზერად, მყარ ლაზერად, ნახევარგამტარულ ლაზერად და ა.შ.
1, გაზის ლაზერის კლასიფიკაცია: ატომი, მოლეკულა, იონი;
გაზის ლაზერის სამუშაო ნივთიერება არის გაზი ან ლითონის ორთქლი, რომელიც ხასიათდება ლაზერული გამომავალი ტალღის სიგრძის ფართო დიაპაზონით. ყველაზე გავრცელებულია CO2 ლაზერი, რომელშიც CO2 გამოიყენება სამუშაო ნივთიერებად 10.6 μm ინფრაწითელი ლაზერის გენერირებისთვის ელექტრული განმუხტვის აგზნებით.
რადგან გაზის ლაზერის სამუშაო ნივთიერება გაზია, ლაზერის საერთო სტრუქტურა ძალიან დიდია და გამომავალი ტალღის სიგრძე ძალიან გრძელია, მასალის დამუშავების ეფექტურობა არ არის კარგი. ამიტომ, გაზის ლაზერები მალევე ამოიღეს ბაზრიდან და გამოიყენებოდა მხოლოდ გარკვეულ სპეციფიკურ სფეროებში, მაგალითად, გარკვეული პლასტმასის ნაწილების ლაზერული მარკირებისთვის.
2, მყარი ლაზერიკლასიფიკაცია: ლალი, Nd:YAG და ა.შ.;
მყარი მდგომარეობის ლაზერის სამუშაო მასალაა ლალი, ნეოდიმიუმის მინა, იტრიუმის ალუმინის გარნეტი (YAG) და ა.შ., რაც წარმოადგენს მცირე რაოდენობით იონებს, რომლებიც თანაბრად არის ჩართული მასალის კრისტალში ან მინაში მატრიცის სახით და ეწოდება აქტიური იონები.
მყარი მდგომარეობის ლაზერი შედგება სამუშაო ნივთიერების, სატუმბი სისტემის, რეზონატორის და გაგრილების და ფილტრაციის სისტემისგან. ქვემოთ მოცემული სურათის შუაში შავი კვადრატი წარმოადგენს ლაზერული კრისტალს, რომელიც ღია ფერის გამჭვირვალე მინას ჰგავს და შედგება გამჭვირვალე კრისტალისგან, რომელიც იშვიათმიწა ლითონებით არის დოპირებული. ეს არის იშვიათმიწა ლითონის ატომის განსაკუთრებული სტრუქტურა, რომელიც სინათლის წყაროს მიერ განათებისას ნაწილაკების პოპულაციის ინვერსიას ქმნის (უბრალოდ გაითვალისწინეთ, რომ მიწაზე ბევრი ბურთი ჰაერში აიწევა) და შემდეგ ნაწილაკების გადასვლისას ფოტონებს ასხივებს, ხოლო როდესაც ფოტონების რაოდენობა საკმარისია, ლაზერის წარმოქმნა ხდება. იმისათვის, რომ უზრუნველყოფილი იყოს გამოსხივებული ლაზერის ერთი მიმართულებით გამოსხივება, არსებობს სრული სარკეები (მარცხენა ლინზა) და ნახევრად ამრეკლავი გამომავალი სარკეები (მარჯვენა ლინზა). როდესაც ლაზერი გამოდის და შემდეგ გარკვეული ოპტიკური დიზაინის მეშვეობით, ლაზერული ენერგია წარმოიქმნება.

3, ნახევარგამტარული ლაზერი
როდესაც საქმე ნახევარგამტარულ ლაზერებს ეხება, ის შეიძლება მარტივად გავიგოთ, როგორც ფოტოდიოდი, დიოდში არის PN შეერთება და როდესაც გარკვეული დენი ემატება, ნახევარგამტარში ელექტრონული გადასვლა წარმოიქმნება ფოტონების გამოსაყოფად, რაც იწვევს ლაზერს. როდესაც ნახევარგამტარის მიერ გამოყოფილი ლაზერული ენერგია მცირეა, დაბალი სიმძლავრის ნახევარგამტარული მოწყობილობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ტუმბოს წყარო (აგზნების წყარო).ბოჭკოვანი ლაზერი, ამგვარად წარმოიქმნება ბოჭკოვანი ლაზერი. თუ ნახევარგამტარული ლაზერის სიმძლავრე კიდევ უფრო გაიზრდება იმ დონემდე, რომ მისი პირდაპირ გადატანა შესაძლებელი იქნება დამუშავების მასალებზე, ის ხდება პირდაპირი ნახევარგამტარული ლაზერი. ამჟამად ბაზარზე არსებული პირდაპირი ნახევარგამტარული ლაზერების სიმძლავრემ 10,000 ვატიან დონეს მიაღწია.

ზემოთ ჩამოთვლილი რამდენიმე ლაზერის გარდა, ადამიანებმა ასევე გამოიგონეს თხევადი ლაზერები, რომლებიც ასევე ცნობილია როგორც საწვავის ლაზერები. თხევადი ლაზერები მოცულობითა და სამუშაო ნივთიერებით უფრო რთულია, ვიდრე მყარი სხეულები და იშვიათად გამოიყენება.