Ruby лазер: принципът на работа

Първите лазери се появиха преди няколко десетилетия, а до днес този сегмент се популяризира от най-големите компании. Разработчиците получават всички нови качества на оборудването, което позволява на потребителите да го използват по-ефективно на практика.

Лазер с твърдо състояние Ruby не се смята за едно от най-обещаващите устройства от този тип, но въпреки всички недостатъци, той все още намира ниши в действие.

Обща информация

Рубинните лазери се класифицират като твърдотелни устройства. В сравнение с химичните и газовите аналози, те имат по-малко енергия. Това се обяснява с разликата в характеристиките на елементите, поради които се осигурява радиация. Например, същите химически лазери са способни да генерират светлинни потоци от стотици киловатци. Сред характеристиките, които отличават рубинния лазер, има висока степен на монохромност, както и кохерентността на радиацията. Освен това, някои модели дават повишена концентрация на светлинна енергия в пространството, което е достатъчно за провеждане на синтез чрез нагряване на плазма лъч.

Както подсказва името, рубинният кристал действа като активна среда на лазера, представен под формата на цилиндър. при това свършва Пръчката се полира по специален начин. За да може рубинен лазер да осигури максимална възможна радиационна енергия за него, страните на кристала се обработват до достигане на равнината-успоредна позиция една спрямо друга. В същото време краищата трябва да са перпендикулярни на оста на елемента. В някои случаи краищата, които по някакъв начин са огледала, допълнително се покриват с диелектричен филм или сребърен слой.

Устройството на рубинните лазери

Устройството включва камера с резонатор, както и източник на енергия, който възбужда атомите на кристала. Като светкавичен активатор може да се използва ксенонова светкавица. Източникът на светлина се намира по протежение на една ос на резонатора, който има цилиндрична форма. На другата ос има рубинен елемент. Като правило се използват пръчки с дължина от 2-25 см.

Резонаторът почти цялата светлина от лампата изпраща към кристала. Трябва да се отбележи, че при условия на високи температури, които се изискват за оптична изпомпване на кристал, не всички ксенонови лампи. Поради тази причина, рубин лазерно устройство, което се състои от източници на светлина, въз основа на ксенон, изчислена на непрекъснат режим на работа, която също се нарича пулс. Що се отнася до пръчката, тя обикновено се изработва от изкуствен сапфир, който може да бъде подходящо модифициран за експлоатационните изисквания на лазера.

Принцип на лазерната работа

При активиране на устройството чрез включване на лампа инверсия ефект се проявява с увеличаване на нивата на хромови йони в кристала, което води до увеличение на лавина започва броя на излъчените фотони. В този случай се наблюдава обратна връзка на резонатора, осигурен от огледални повърхности в краищата на твърдия прът. Така се развива тясният поток.

Продължителността на импулса, обикновено не по-голяма от 0.0001 до тази по-кратка продължителност на действие в сравнение с неон флаш. Импулсен лазер енергия е рубин 1 J. Както в случая на устройства газ, на принципа на изграждане на рубин лазер и ефекта на обратна връзка. Това означава, че интензитетът на светлинния поток започва да се поддържа от огледала, взаимодействащи с оптичния резонатор.

Лазерни режими на работа

В повечето случаи, рубин лазер прът използва в споменатото формоване режим импулса в милисекунди величина. За да се постигне по-дълъг технология време активност повишава енергията на оптичния изпомпването. Това се постига чрез използването на висока мощност, натоварени лампи. Тъй като импулс покачването на област поради времето на формиране на електрически заряд в флаш тръба, характеризиращ се с плосък, рубин лазерна операция започва с известно закъснение във времето, когато броят на активните елементи да превишава праговата стойност.

Понякога има аварии и генериране на импулс. Такива явления се наблюдават на редовни интервали след понижаване на цените на мощност, тоест, когато капацитетът на мощност падне под прага. лазер рубин теоретично би могла да работи в непрекъснат режим, но тази операция изисква проектиране на по-мощни лампи. Всъщност, в този случай, разработчиците са изправени пред същите проблеми, както в създаването на газови лазери - необоснованост приложение елемент основа с подобрени характеристики и като резултат, възможностите за ограничаване на устройството.

видове

Полезността на ефекта на обратната връзка е най-силно изразена при лазерите с нерезонансна връзка. При такива конструкции допълнително се прилага разсейващ елемент, който позволява да се излъчва непрекъснат честотен спектър. Използва се и рубинен лазер с модулиран Q-коефициент - неговата структура включва две пръчки, охлаждани и не охлаждани. Температурната разлика прави възможно да се образуват два лазерни лъча, които се разделят по дължината на вълната от ангстрьомите. Тези лъчи блестят през импулсния поток, а ъгълът, формиран от техните вектори, се различава с малка стойност.

Къде се използва рубинен лазер?

Такива лазери се характеризират с нисък коефициент на ефективност, но те се различават по отношение на термичната стабилност. Тези качества определят посоките на практическото използване на лазерите. Днес те се използват в създаването на холография, както и в отрасли, където се изисква да извършват щанцови операции за високи точности. Използвайте такива устройства при заваръчни операции. Например, при производството на електронни системи за техническа поддръжка на спътникови комуникации. В медицината се намери и рубинен лазер. Прилагането на технологии в тази индустрия отново се обяснява с възможността за прецизно обработване. Такива лазери се използват като заместител на стерилни скалпели, които позволяват извършването на микрохирургични операции.

заключение

Лазерът с рубинен активен носител някога е бил първата операционна система от този тип. Но като разработването на алтернативни устройства с газови и химически пълнители стана ясно, че неговото изпълнение има много недостатъци. И това не трябва да се споменава, че рубинният лазер е един от най-трудните по отношение на производството. Тъй като работните му свойства се увеличават, така и изискването за елементите, които съставляват структурата. Съответно цената на устройството също се увеличава. Въпреки това, развитието на лазерни модели на рубин кристал е основата свързани, наред с другото, с уникални качества на твърдо състояние активна среда.