Ile jest generatorów laserowych? (Część 2)

Chociaż istnieje wiele różnychlaserysą generowane przez wzbudzenie i promieniowanie wymuszone, zatem podstawowy skład lasera jest ustalony, przez substancję roboczą (tj. ośrodek roboczy, który może spowodować inwersję liczby cząstek po wzbudzeniu), źródło wzbudzenia (energię, która może spowodować substancja robocza to inwersja liczby cząstek, zwana także źródłem pompy) i rezonator optyczny składają się z trzech części.

Ⅱ. Laser gazowy

Istnieje wiele rodzajów laserów gazowych, z których najczęściej stosowanymi są lasery na dwutlenku węgla i lasery helowo-neonowe.

1. Generator lasera CO₂

Laser CO₂ wykorzystuje głównie gaz CO₂, dodaje niewielką ilość azotu i helu, a także wykorzystuje wzbudzenie „źródła pompy”, dzięki czemu cząsteczki gazu powodują przejście poziomów energii, stymulując w ten sposób laser.

Poziomy energii molekularnej wzbudzone laserem CO₂ w celu uzyskania lasera. Zasada działania jest bardziej złożona, ponieważ cząsteczka ma trzy różne ruchy, jednym z nich jest ruch elektronów w cząsteczce, który określa stan elektronowy cząsteczki; Po drugie, stan energii wibracyjnej cząsteczki jest określony przez wibracje atomowe w cząsteczce. Po trzecie, ogólny obrót cząsteczki determinuje stan energii rotacyjnej cząsteczki. Stan ruchu molekularnego jest złożony, poziom energii jest złożony, więc proces przejścia poziomu energii wzbudzonych cząsteczek jest również złożony.

Gaz CO₂, niewielkie ilości azotu i helu są zamknięte w szklanej „rurce wyładowczej”; W sposób ciągły stosowane jest pewnego rodzaju „źródło pompy”, które emituje elektrony, które uderzają w cząsteczki azotu w rurze i powodują ich wzbudzenie; Cząsteczki azotu i cząsteczki CO₂ zderzają się, cząsteczki azotu przekazują energię cząsteczkom CO₂, cząsteczki CO₂ przechodzą z niskiego poziomu energii na wysoki poziom energii; Wyślij laser. Oznacza to, że „źródłem pompy” lasera emitowanego przez cząsteczkę gazu CO₂ jest wzbudzenie wtórne, najpierw wzbudzona elektronami wibracja cząsteczki azotu, a następnie cząsteczka azotu uderzająca w cząsteczkę CO₂.

Cząsteczki CO₂ są wzbudzane ze światła podczerwonego, ale muszą także wzmocnić rezonans, a wzmocniony laser musi zostać wyemitowany. Aby wzmocnić rezonans podczerwieni, zamkniętą szklaną rurkę można pozłacać, tworząc lustro; Ponieważ zwykłe szkło nie przepuszcza światła podczerwonego, w środku lustra otwiera się mały otwór, a materiał przepuszczający światło podczerwone jest uszczelniany, dzięki czemu laser podczerwony po rezonansie może przejść przez otwór.

Źródłem wzbudzenia lasera CO₂ jest prąd stały o wysokim napięciu, prąd przemienny o wysokiej częstotliwości, częstotliwość radiowa i kuchenka mikrofalowa.

Powszechnie stosowane lasery CO₂ mają moc od kilkudziesięciu watów do prawie kilowatów. Lasery CO₂ są sprzedawane na rynku i są z powodzeniem stosowane we wszystkich dziedzinach życia. Te właściwości sprawiają, że lasery na dwutlenku węgla są szeroko stosowane w wielu dziedzinach. W przemyśle służy do obróbki różnorodnych materiałów, w tym do wiercenia, cięcia, spawania, wyżarzania, stapiania, modyfikacji powierzchni, powlekania itp. Stosowany medycznie w różnych zabiegach chirurgicznych; Zastosowania wojskowe obejmują dalmierz laserowy, lidar, a nawet broń o ukierunkowanej energii.

2. Laser helowo-neonowy

Laser helowo-neonowy to jeden z najpowszechniej stosowanych obecnie laserów, o mocy wyjściowej od 0,5 do 100 miliwatów, o bardzo dobrej jakości wiązki. Może być stosowany w leczeniu chirurgicznym, kosmetologii laserowej, pomiarach budynków , wskazanie kolimacji, druk ksero, żyroskop laserowy itp. Wiele laboratoriów szkół średnich wykorzystuje go również do eksperymentów demonstracyjnych.

Ogólnie rzecz biorąc, wyjściowa gęstość energii laserów gazowych jest mniejsza niż laserów stałych.

Ⅲ. Laser półprzewodnikowy

Obecnie w półprzewodnikowych urządzeniach laserowych laser półprzewodnikowy z diodą GaAs (arsenek galu) ma lepszą wydajność i jest szeroko stosowany.

W przypadku laserów GaAs (arsenku galu) liczba nierównowagowych nośników zostaje odwrócona pomiędzy pasmami energii materiałów półprzewodnikowych poprzez wzbudzenie prądu, a laser powstaje w wyniku połączenia elektronów w stanie odwróconym z dziurami.

Półprzewodnikowe lasery diodowe mogą emitować widzialne światło lasera, ale mogą również emitować światło bliskiej podczerwieni lub ultrafiolet. Warto zaznaczyć, że światło emitowane przez zwykłą diodę elektroluminescencyjną (LED) nie jest laserem, a dioda laserowa (LD) zbudowana jest z rezonatora na bazie diody elektroluminescencyjnej.

Laser diodowy półprzewodnikowy jest najbardziej praktycznym i najważniejszym rodzajem lasera. Ma niewielkie rozmiary, lekkość, niezawodne działanie, mniejsze zużycie energii, wysoką wydajność i długą żywotność. Ponieważ można zastosować wzbudzenie napięciem i prądem, może ono być kompatybilne z układami scalonymi. Może również bezpośrednio modulować prąd przy częstotliwościach do GHz, aby uzyskać modulowaną moc lasera o dużej prędkości. Ze względu na te zalety półprzewodnikowe lasery diodowe są szeroko stosowane w komunikacji laserowej, magazynowaniu optycznym, żyroskopie optycznym, drukowaniu laserowym, wyznaczaniu odległości i radarach.

Najważniejszym obszarem zastosowań laserów półprzewodnikowych jest komunikacja światłowodowa, a sieci komunikacyjnej nie można oddzielić od laserów półprzewodnikowych.

Zastosowania lasera półprzewodnikowego w świetle widzialnym można zobaczyć wszędzie, np. czytniki kodów kreskowych, odczyt i zapis w pamięci optycznej, drukowanie laserowe, drukowanie laserowe, kolorowe wyświetlacze ekranowe, kolorowe telewizory o wysokiej rozdzielczości i tak dalej.

Lasery półprzewodnikowe są również powszechnie stosowane w teledetekcji laserowej, komunikacji w przestrzeni kosmicznej, oknach atmosferycznych, monitorowaniu atmosfery i analizie widma chemicznego.

Wojskowe zastosowanie laserów półprzewodnikowych jest również bardzo wspaniałe, na przykład środki zaradcze na podczerwień, celowanie laserowe, dalsza odległość laserowa, lidar, naprowadzanie laserowe, zapalnik laserowy i tak dalej.

Ⅳ. Laser chemiczny

Lasery chemiczne wykorzystują reakcje chemiczne do wytworzenia światła laserowego. Na przykład, gdy atomy fluoru i wodoru reagują chemicznie, cząsteczki fluorowodoru mogą powstać w stanie wzbudzonym. W ten sposób, gdy dwa stany jonowe gazu szybko się mieszają, można wygenerować światło laserowe, dzięki czemu nie jest wymagana żadna inna energia, a bardzo silną energię świetlną można uzyskać bezpośrednio w wyniku reakcji chemicznej.

Obecnie najważniejsze są dwa urządzenia: fluorowodór (HF) i fluorek deuteru (DF), przy czym długość fali lasera mieściła się w przedziale 2,6 ~ 3,3 mikrona; Ta ostatnia wynosi od 3,5 do 4,2 mikrona. Ponadto laser bromowodorowy (HBr) o długości fali 4,0 ~ 4,7 mikrona; Laser tlenku węgla (CO), długość fali 4,9 ~ 5,8 mikrona; Laser tlenowo-jodowy, 1,3 mikrona. Te czysto chemiczne lasery mogą obecnie osiągać moc wyjściową kilku megawatów, a ich długości fal laserowych mieszczą się w zakresie od bliskiej do średniej podczerwieni, które mogą być łatwo transmitowane w atmosferze lub w światłowodach.

Ponieważ laser chemiczny powstaje w wyniku reakcji chemicznej, objętość tego rodzaju lasera jest stosunkowo niewielka i jest bardziej odpowiednia do pracy w terenie; W szczególności można wytwarzać lasery dużej mocy, które można wykorzystać do celów wojskowych, a także do syntezy jądrowej.

Badania mikrochemii bezpośrednio przyczyniły się do badań nad laserami chemicznymi, a kierunek rozwoju laserów chemicznych koncentruje się głównie na: 1) produkcja lasera reakcji chemicznej wymaga rzeczywistej operacji, można kontrolować moc i można regulować czas przerywany kontrolowane; 2) Rozmiar całego generatora musi być mały; 3) Wymagają możliwości wytwarzania lasera o super mocy.

Informacje kontaktowe:

Jeśli masz jakiś pomysł, nie wahaj się z nami porozmawiać. Bez względu na to, gdzie są nasi klienci i jakie są nasze wymagania, będziemy podążać za naszym celem, aby zapewnić naszym klientom wysoką jakość, niskie ceny i najlepszą obsługę.