Hány lézergenerátor létezik? (1. rész)

elvének elemzése szerintlézergenerálás, köztudott, hogy a lézer a "gerjesztő forrás" hatása alatt áll, megnő az atom magas szintű elektronjainak száma, és nagyon rövid tartózkodás után az alacsony szintre való átmenet, és a lézer kibocsát ugyanabban az időben. Nem nehéz tudni, hogy sok-sok olyan anyagatomnak kell lennie, amely lézerfényt bocsáthat ki a „gerjesztő forrás” hatására.

Nagyjából elmondható, hogy a lézergenerátor létrehozásához négy elem van:

① Válassza ki a munkaközeget a lézer előállításához. Lehet gáz, folyékony, szilárd vagy félvezető, amíg a részecskepopuláció inverziója elérhető a közegben, addig a lézer is előállítható.

② Fontos a „motivátor” kiválasztása. A "gerjesztő forrás" a közeg alacsony szintű elektronjait hatékonyan magas szintre állítja át, elérve az úgynevezett elektronszám megfordítást. A gázkisülés módszerével kinetikus energiájú elektronokat használhatunk dielektromos atomok gerjesztésére, amit elektromos gerjesztésnek nevezünk; Impulzus fényforrás is használható a munkaközeg besugárzására, ezt fénygerjesztésnek nevezzük; Vannak termikus ösztönzők, és vegyi ösztönzők és így tovább. A gerjesztés különféle módjai pumpálásként vagy pumpálásként jeleníthetők meg. A "szivattyúzás" célja, hogy a magas energiaszintű részecskék száma több legyen, mint az alacsony energiaszinten.

③ Fontos a rezonátor készítése is. Mivel a "szivattyú" által generált lézerintenzitás nagyon gyenge és gyakorlatilag nem alkalmazható, ezért a gyenge lézert rezonálni kell a lézerrel, hogy a kimeneti lézert a gyakorlati alkalmazási fok elérése érdekében fokozzák.

④ A nagy energiájú lézerekhez hűtőrendszerre van szükség. A rezonátor belsejében erős fény miatt a rezonátort hűteni kell.

A lézer munkaközege szerint vannak szilárd lézerek, gázlézerek, félvezetőlézerek, vegyi lézerek, és most van "átlátszó kerámialézer".

A lézer kimeneti módja szerint folyamatos lézer és impulzuslézerek léteznek.

A lézer teljesítménymutatói elsősorban a következő szempontokra koncentrálódnak: Először is a lézersugár frekvenciatartománya, mivel a lézer képes "gerjesztő forrást", de spektrumanalízist is végezhet a fényforrással, ezért ismerni kell a a lézer spektruma; A második a lézersugár teljesítménye, különösen a maximális teljesítmény, mivel a teljesítmény mérete határozza meg a lézer alkalmazási tartományát; A harmadik a lézersugár energiakoncentrációjának besugárzási területe, mivel a besugárzási terület különböző alkalmazásokban eltérő.

Ⅰ. Szilárdtest lézerek

A lézerek számos szilárd anyagból készülhetnek. Különösen szintetikus módszerekkel, a kerámiagyártás során különböző komponenseket tartalmazó kristályokat hozhat létre, amelyeket "átlátszó kerámia lézerközegnek" neveznek. Most a mesterséges kristályokkal készült lézer nagyon kényelmes és praktikus. Íme három általános szilárdtestlézer.

1. Rubinlézer

Az első lézer a rubinlézer volt. 1960 júliusában Maiman sikeresen elkészítette a világ első rubinlézerét, villanófényt sugárzott a rubinkristályba, koherens impulzuslézersugarat hozva létre, amely sokkolta a világot, és fellendülést indított el a lézerek fejlesztésében.

Az elemzés azt mutatja, hogy a rubin egy kristály, és mátrixa Al2O3 (alumínium-oxid), amely 0.03-0,4 százalék (tömegarány) Cr2O3-ot (króm-trioxidot) tartalmaz, így megnyomhatja. ezek az anyagok porformázás, vákuum szinterezés, mesterséges rubinkristályt állíthat elő, mesterséges rubinrúd gyártás lézerteljesítménye kiváló, széles körben használt, ezt a fajta lézeres közeget is teljes mértékben tanulmányozták; Különösen a "szivattyúforrás" erős impulzusos xenon lámpát alkalmaz; A rezonátor még mindig a régi módszer, a lézer mindkét végén, egymással szemben két nagy reflexiós tükörrel, az egyik szinte teljesen visszaveri a lézert a munkaközegre, hogy részt vegyen a rezonanciában, a másik a fény nagy részét visszaveri. a rezonancia, és hagyja, hogy egy kis mennyiségű lézer bocsát ki a tükörön keresztül, kibocsátott egy erős lézer, használják a gyakorlati lézer.

Most a rubinlézer kimeneti energiája különböző szinteken, akár több ezer joule-ig is elkészíthető.

2. Neodímiummal adalékolt ittrium-alumínium gránátkristály lézer

A neodímiummal adalékolt ittrium-alumínium gránátkristály ittriumból (Y2O3) és alumíniumból (Al2O3) áll 3:5 beépülési arány szerint (Nd2O3), préselés, kristályok szinterezése vákuumban 1700 fokon, gyakran használják közeli és távoli infravörös sugárzásban. szilárdtest lézerek, kiváló teljesítmény. A szivattyú fényforrásaként folyamatos kriptonlámpát vagy volfrám-jodid lámpát használnak, amely éppen illeszkedik a 3-valens Nd-ion abszorpciós sávjához. A neodímiummal adalékolt ittrium-alumínium gránátlézerek tíz-száz wattosak lehetnek, és nagy teljesítményűek is.

3. Nd üveglézer

A neodímiumot nagy tisztaságú szilikátüvegbe építik be szubsztrátumként, és ebből a neodímium üvegből lézereket készítenek, a foszfátot pedig a neodímium beépítésére is használják szubsztrátumként.

A neodímium üveglézerek a fenti kristálylézerekhez hasonlóan működnek.

Az alacsony teljesítményű neodímium üveglézereket hatékonyan használják optikai szálas kommunikációra, és az optikai szálas kommunikáció fejlesztésének két legkritikusabb technológiája az optikai jelek modulációja félvezető lézerekkel, valamint a neodímium üveglézerek használata ismétlőként (lásd a népszerű tudományt). cikksorozat, 61. szám). A jelzõfényt az átjátszók erõsítik, az optikai jelek pedig nagy távolságra továbbíthatók.

A nagy teljesítményű neodímium üveglézerek is könnyen elkészíthetők. Mivel a neodímium üveg optikai egyenletessége jó, könnyen előállítható nagy térfogatú anyaggá, amely könnyebben feldolgozható, mint a kristályok, és a neodímium üveg előállítási költsége nagyon alacsony. Minél nagyobb a neodímium üvegrúd térfogata, annál nagyobb a kimenő lézerenergia; Ezért a gyakorlatban a neodímium üveglézerek a preferált szilárdtestlézerek, amelyek lehetnek kis teljesítményűek vagy nagy teljesítményűek.

Nagy teljesítményű neodímium üveglézereket használtak magfúziós kísérletekben. 1974-ben a Shanghai Optical Machinery Institute sikeresen kifejlesztett hat nagy teljesítményű neodímium üveg lézerrendszert 100,000 megawatt nanoszekundumos szinten, amelyek sikeresen megvalósították a lézer használatát magas hőmérsékletű és nagy sűrűségű plazma előállítására. nagymértékben hozzájárulva a magfúziós "gyújtó" eszközhöz.

Elérhetőség:

Ha bármilyen ötlete van, forduljon hozzánk bizalommal. Függetlenül attól, hogy hol tartózkodnak ügyfeleink és milyen követelményeket támasztanak, követjük azt a célunkat, hogy ügyfeleinknek magas minőséget, alacsony árakat és a legjobb szolgáltatást biztosítsuk.