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 można rozumieć jako: piłka na ziemi jest jej najbardziej odpowiednią pozycją, gdy piłka jest wypychana w powietrze przez siłę zewnętrzną (tzw. pompowanie), w momencie zaniku siły zewnętrznej piłka spada z dużej wysokości i uwalnia pewną ilość energii. Jeśli piłka jest określonym atomem, to atom ten emituje foton o określonej długości fali podczas przejścia.

Klasyfikacja laserów
Ludzie opanowali zasadę generacji laserowej i zaczęli opracowywać różne rodzaje laserów. 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, która charakteryzuje się szerokim zakresem długości fal wyjściowych lasera. Najbardziej powszechnym jest laser CO2, w którym CO2 jest używany jako substancja robocza do generowania lasera podczerwonego o długości fali 10,6 um przez wzbudzenie wyładowania elektrycznego.
Ponieważ substancją roboczą lasera gazowego jest gaz, ogólna struktura lasera jest zbyt duża, a długość fali wyjściowej lasera gazowego jest zbyt długa, wydajność obróbki materiału nie jest dobra. Dlatego lasery gazowe zostały wkrótce wyeliminowane z rynku i były używane tylko w niektórych określonych obszarach, takich jak znakowanie laserowe niektórych części z tworzyw sztucznych.
2, laser stałyklasyfikacja: rubin, Nd:YAG, itp.;
Materiałem roboczym lasera ciała stałego 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 chłodzącego i filtrującego. Czarny kwadrat na środku 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 przez źródło światła (po prostu zrozum, że wiele piłek na ziemi jest wypychanych w powietrze), a następnie emituje fotony, gdy cząstki przechodzą, a gdy liczba fotonów jest wystarczająca, powstaje laser. Aby zapewnić, że emitowany laser jest wyprowadzany w jednym kierunku, istnieją pełne lustra (soczewka lewa) i półodblaskowe lustra wyjściowe (soczewka prawa). Gdy laser wychodzi, a następnie przez pewną konstrukcję optyczną, powstaje energia lasera.

3, laser półprzewodnikowy
Jeśli chodzi o lasery półprzewodnikowe, można je po prostu rozumieć jako fotodiodę, w diodzie znajduje się złącze PN, a gdy dodany zostanie pewien prąd, w półprzewodniku powstaje przejście elektroniczne, które uwalnia fotony, co skutkuje powstaniem lasera. Gdy energia lasera uwalniana przez półprzewodnik jest mała, półprzewodnikowe urządzenie małej mocy może być używane jako źródło pompujące (źródło wzbudzenia)laser światłowodowy, więc powstaje laser światłowodowy. Jeśli moc lasera półprzewodnikowego zostanie zwiększona do punktu, w którym można go bezpośrednio wyprowadzić do przetwarzania materiałów, staje się on bezpośrednim laserem półprzewodnikowym. Obecnie bezpośrednie lasery półprzewodnikowe na rynku osiągnęły poziom 10 000 watów.

Oprócz kilku wymienionych wyżej laserów, ludzie wynaleźli 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 używane.