Zasady i rodzaje laserów

Zasady i rodzajelaser
Czym jest laser?
LASER (wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania); Aby lepiej to zrozumieć, spójrz na poniższy obrazek:

Atom na wyższym poziomie energetycznym spontanicznie przechodzi na niższy poziom energetyczny i emituje foton. Proces ten nazywa się promieniowaniem spontanicznym.
Popularne rozumienie można rozumieć w następujący sposób: piłka na ziemi to jej najdogodniejsza pozycja, gdy piłka jest wypychana w powietrze przez siłę zewnętrzną (tzw. pompowanie), a w momencie zaniku siły zewnętrznej piłka spada z dużej wysokości, uwalniając określoną ilość energii. Jeśli piłka jest konkretnym atomem, to ten atom emituje foton o określonej długości fali podczas przejścia.

Klasyfikacja laserów
Ludzie opanowali zasadę generacji laserów i zaczęli rozwijać różne ich rodzaje. Ze względu na materiał roboczy lasery można podzielić na lasery gazowe, lasery stałe, lasery półprzewodnikowe itp.
1. Klasyfikacja laserów gazowych: atom, cząsteczka, jon;
Substancją roboczą lasera gazowego jest gaz lub para metalu, charakteryzująca się szerokim zakresem długości fali wyjściowej lasera. Najpopularniejszym laserem jest laser CO₂, w którym CO₂ jest używany jako substancja robocza do generowania lasera podczerwonego o długości fali 10,6 μm poprzez wzbudzenie wyładowania elektrycznego.
Ponieważ substancją roboczą lasera gazowego jest gaz, jego ogólna struktura jest zbyt duża, a wyjściowa długość fali jest zbyt długa, co negatywnie wpływa na wydajność obróbki materiałów. W związku z tym lasery gazowe zostały wkrótce wycofane z rynku i były wykorzystywane jedynie w określonych obszarach, takich jak znakowanie laserowe niektórych elementów z tworzyw sztucznych.
2, laser stałyklasyfikacja: rubin, Nd:YAG, itp.;
Materiałem roboczym lasera na ciele stałym jest rubin, szkło neodymowe, granat itrowo-glinowy (YAG) itp., które stanowią niewielką ilość jonów równomiernie wbudowanych w kryształ lub szkło materiału stanowiącego matrycę, zwaną jonami aktywnymi.
Laser półprzewodnikowy składa się z substancji roboczej, układu pompującego, rezonatora oraz układu chłodzenia i filtrowania. Czarny kwadrat pośrodku poniższego obrazu to kryształ lasera, który wygląda jak jasne, przezroczyste szkło i składa się z przezroczystego kryształu domieszkowanego metalami ziem rzadkich. To specjalna struktura atomu metalu ziem rzadkich, która tworzy inwersję populacji cząstek po oświetleniu źródłem światła (wystarczy zrozumieć, że wiele piłek na ziemi jest wypychanych w powietrze), a następnie emituje fotony, gdy cząstki przechodzą w stan przejścia. Gdy liczba fotonów jest wystarczająca, powstaje laser. Aby zapewnić jednokierunkową emisję lasera, stosuje się pełne lustra (soczewka lewa) i półodblaskowe lustra wyjściowe (soczewka prawa). Gdy laser wychodzi, a następnie poprzez określoną konstrukcję optyczną, powstaje energia laserowa.

3, laser półprzewodnikowy
W przypadku laserów półprzewodnikowych można je po prostu rozumieć jako fotodiodę. W diodzie znajduje się złącze p-n, a po dodaniu określonego prądu następuje przejście elektronowe w półprzewodniku, które uwalnia fotony, tworząc laser. Gdy energia lasera emitowana przez półprzewodnik jest niewielka, element półprzewodnikowy małej mocy może służyć jako źródło pompujące (wzbudzające) dla…laser światłowodowy, w ten sposób powstaje laser światłowodowy. Jeśli moc lasera półprzewodnikowego zostanie zwiększona do punktu, w którym można go bezpośrednio wykorzystać do obróbki materiałów, staje się on laserem półprzewodnikowym bezpośrednim. Obecnie lasery półprzewodnikowe bezpośrednie dostępne na rynku osiągnęły poziom 10 000 watów.

Oprócz kilku wymienionych wyżej laserów, wynaleziono również lasery ciekłe, znane również jako lasery paliwowe. Lasery ciekłe są bardziej złożone pod względem objętości i substancji roboczej niż lasery stałe i są rzadko stosowane.