Принципи та види лазера

Принципи і видилазер
Що таке лазер?
ЛАЗЕР (посилення світла шляхом стимульованого випромінювання випромінювання); Щоб отримати краще уявлення, подивіться на зображення нижче:

Атом з більш високим енергетичним рівнем спонтанно переходить на нижчий енергетичний рівень і випромінює фотон, цей процес називається спонтанним випромінюванням.
Популярне можна розуміти так: м’яч на землі – це його найбільш підходяще положення, коли м’яч штовхається в повітря зовнішньою силою (так званий насос), коли зовнішня сила зникає, м’яч падає з великої висоти та відпускається певну кількість енергії. Якщо кулька є певним атомом, то цей атом випромінює фотон певної довжини хвилі під час переходу.

Класифікація лазерів
Люди освоїли принцип лазерної генерації, почали розробляти різні форми лазера, якщо відповідно до робочого матеріалу лазера класифікувати його можна розділити на газовий лазер, твердотільний лазер, напівпровідниковий лазер тощо.
1, класифікація газового лазера: атом, молекула, іон;
Робочою речовиною газового лазера є газ або пари металу, які характеризуються широким діапазоном довжин хвиль випромінювання лазера. Найпоширенішим є CO2-лазер, у якому CO2 використовується як робоча речовина для створення інфрачервоного лазера 10,6 мкм шляхом збудження електричного розряду.
Оскільки робочою речовиною газового лазера є газ, загальна структура лазера занадто велика, а вихідна довжина хвилі газового лазера занадто велика, продуктивність обробки матеріалу є поганою. Тому газові лазери незабаром були виключені з ринку та використовувалися лише в певних конкретних сферах, наприклад, для лазерного маркування певних пластикових деталей.
2, твердотільний лазеркласифікація: рубін, Nd:YAG та ін.;
Робочим матеріалом твердотільного лазера є рубін, неодимове скло, ітрій-алюмінієвий гранат (YAG) тощо, які є невеликою кількістю іонів, рівномірно включених у кристал або скло матеріалу як матрицю, які називаються активними іонами.
Твердотільний лазер складається з робочої речовини, системи накачування, резонатора та системи охолодження та фільтрації. Чорний квадрат посередині зображення нижче — лазерний кристал, який виглядає як світле прозоре скло та складається з прозорого кристала, легованого рідкоземельними металами. Це особлива структура атома рідкоземельного металу, яка утворює інверсію заселеності частинок, коли їх освітлює джерело світла (просто зрозумійте, що багато кульок на землі штовхаються в повітря), а потім випромінює фотони, коли частинки переходять, і коли кількість фотонів достатня, утворення лазера. Для того, щоб випромінюваний лазер виходив в одному напрямку, існують повні дзеркала (ліва лінза) і напіввідбиваючі вихідні дзеркала (права лінза). При виході лазера, а потім через певну оптичну конструкцію утворюється лазерна енергія.

3, напівпровідниковий лазер
Коли йдеться про напівпровідникові лазери, це можна просто зрозуміти як фотодіод, у діоді є PN-перехід, і коли додається певний струм, у напівпровіднику утворюється електронний перехід, який вивільняє фотони, що призводить до лазера. Коли лазерна енергія, що виділяється напівпровідником, мала, малопотужний напівпровідниковий пристрій можна використовувати як джерело накачування (джерело збудження)волоконний лазер, таким чином утворюється волоконний лазер. Якщо потужність напівпровідникового лазера додатково збільшити до такої міри, що він може виводити безпосередньо для обробки матеріалів, він стає прямим напівпровідниковим лазером. В даний час прямі напівпровідникові лазери на ринку досягли рівня 10 000 Вт.

На додаток до кількох вищевказаних лазерів, люди також винайшли рідинні лазери, також відомі як паливні лазери. Рідинні лазери складніші за об'ємом і робочою речовиною, ніж тверді, і використовуються рідко.