Periaatteet ja tyypitlaser
Mikä on laser?
LASER (valonvahvistus stimuloidulla säteilyemissiolla); Saadaksesi paremman käsityksen, katso alla olevaa kuvaa:
Korkeammalla energiatasolla oleva atomi siirtyy itsestään alemmalle energiatasolle ja lähettää fotonin, prosessia kutsutaan spontaaniksi säteilyksi.
Yleisesti ymmärrettävä termi on: maassa oleva pallo on sopivimmassa asennossaan, kun ulkoinen voima työntää palloa ilmaan (kutsutaan pumppaamiseksi). Heti kun ulkoinen voima katoaa, pallo putoaa korkealta ja vapauttaa tietyn määrän energiaa. Jos pallo on tietty atomi, niin tämä atomi emittoi tietyn aallonpituuden omaavan fotonin siirtymän aikana.
Laserien luokittelu
Ihmiset ovat oppineet laserin generoinnin periaatteen ja alkaneet kehittää erilaisia lasereita. Jos ne luokitellaan laserin työmateriaalin mukaan, ne voidaan jakaa kaasulaseriksi, kiinteäksi laseriksi, puolijohdelaseriksi jne.
1, kaasulaserin luokittelu: atomi, molekyyli, ioni;
Kaasulaserin työaine on kaasua tai metallihöyryä, jolle on ominaista laaja lasersäteilyn aallonpituusalue. Yleisin on CO2-laser, jossa CO2:ta käytetään työaineena 10,6 µm:n infrapunalaserin tuottamiseksi sähköpurkauksen virityksellä.
Koska kaasulaserin työaine on kaasua, laserin kokonaisrakenne on liian suuri ja kaasulaserin lähtöaallonpituus liian pitkä, materiaalinkäsittelyn suorituskyky ei ole hyvä. Siksi kaasulaserit poistettiin pian markkinoilta ja niitä käytettiin vain tietyillä erityisalueilla, kuten tiettyjen muoviosien lasermerkinnässä.
2, kiinteä laserluokittelu: rubiini, Nd:YAG jne.;
Kiinteän olomuodon laserin työmateriaalit ovat rubiini, neodyymilasi, yttriumalumiinigranaatti (YAG) jne., jotka ovat pieniä määriä ioneja, jotka ovat tasaisesti sisällytetty materiaalin kiteeseen tai lasiin matriisina, ja joita kutsutaan aktiivisiksi ioneiksi.
Kiinteän olomuodon laser koostuu työaineesta, pumppausjärjestelmästä, resonaattorista sekä jäähdytys- ja suodatusjärjestelmästä. Alla olevan kuvan keskellä oleva musta neliö on laserkide, joka näyttää vaalealta läpinäkyvältä lasilta ja koostuu läpinäkyvästä kiteestä, johon on seostettu harvinaisia maametalleja. Harvinaisten maametallien atomin erityinen rakenne muodostaa hiukkaspopulaation inversion, kun sitä valaistaan valonlähteellä (ymmärrä vain, että maassa olevat pallot työnnetään ilmaan), ja sitten se emittoi fotoneja, kun hiukkaset siirtyvät, ja kun fotonien määrä on riittävä, laserin muodostuminen. Jotta emittoitu lasersäteily voidaan tuottaa yhteen suuntaan, on olemassa täyspeilejä (vasen linssi) ja puoliheijastavia lähtöpeilejä (oikea linssi). Kun lasersäteily lähtee, se tuottaa tietyn optisen rakenteen läpi laserenergiaa.
3, puolijohdelaser
Puolijohdelasereissa voidaan yksinkertaisesti ymmärtää fotodiodi, jossa on PN-liitos, ja kun tietty virta lisätään, puolijohteessa muodostuu elektroninen siirtymä, joka vapauttaa fotoneja, jolloin syntyy laser. Kun puolijohteen vapauttama laserenergia on pieni, pienitehoista puolijohdelaitetta voidaan käyttää pumppauslähteenä (virityslähteenä).kuitulaser, jolloin kuitulaser muodostuu. Jos puolijohdelaserin tehoa lisätään edelleen siihen pisteeseen, että se voidaan suoraan syöttää materiaalien käsittelyyn, siitä tulee suora puolijohdelaser. Tällä hetkellä markkinoilla olevat suorat puolijohdelaserit ovat saavuttaneet 10 000 watin tason.
Edellä mainittujen useiden lasereiden lisäksi ihmiset ovat keksineet myös nestemäisiä lasereita, jotka tunnetaan myös polttoainelasereina. Nestemäiset laserit ovat tilavuudeltaan ja työaineeltaan monimutkaisempia kuin kiinteät aineet, ja niitä käytetään harvoin.
Julkaisuaika: 15. huhtikuuta 2024