Колко лазерни генератора има? (Част 1)

Според анализа на принципа налазерно генериране, известно е, че лазерът е под действието на "източника на възбуждане", броят на електроните на високо ниво на атома се увеличава и преминаването към ниско ниво след престой за много кратко време и лазерът се излъчва по същото време. Не е трудно да се разбере, че трябва да има много, много атоми на материята, които могат да излъчват лазерна светлина под действието на "източника на възбуждане".

Грубо казано, за да създадете лазерен генератор, има четири елемента:

① Изберете работната среда за генериране на лазера. Може да бъде газ, течност, твърдо вещество или полупроводник, стига инверсията на популацията на частиците да може да бъде постигната в средата, лазерът може да бъде получен.

② Важно е да изберете „мотиватора“. „Източникът на възбуждане“ кара електроните на ниско ниво на средата ефективно да преминат към високо ниво, постигайки така нареченото обръщане на броя на електроните. Методът на газовия разряд може да се използва за използване на електрони с кинетична енергия за възбуждане на диелектрични атоми, което се нарича електрическо възбуждане; Импулсен светлинен източник може също да се използва за облъчване на работната среда, наречено светлинно възбуждане; Има топлинни стимули, химически стимули и т.н. Различни режими на възбуждане се визуализират като изпомпване или изпомпване. Целта на "изпомпването" е броят на частиците във високото енергийно ниво да бъде по-голям от ниското.

③ Също така е важно да се конструира резонатор. Тъй като лазерният интензитет, генериран от "помпата", е много слаб и не може да се приложи практически, слабият лазер трябва да бъде резониран с лазера, така че изходният лазер да бъде подобрен, за да се постигне степента на практическо приложение.

④ Високоенергийните лазери изискват охладителни системи. Поради силната светлина вътре в резонатора, резонаторът трябва да се охлади.

Според работната среда на лазера има твърди лазери, газови лазери, полупроводникови лазери, химически лазери и сега има "прозрачен керамичен лазер".

Според изходния режим на лазера има непрекъснати лазерни и импулсни лазери.

Индикаторите за ефективност на лазера са концентрирани главно в следните аспекти: Първо, честотният обхват на лазерния лъч, тъй като лазерът може да направи "източник на възбуждане", но също така може да направи спектрален анализ на светлинен източник, така че е необходимо да се знае спектър на лазера; Второто е мощността на лазерния лъч, особено максималната мощност, тъй като размерът на мощността очертава обхвата на приложение на лазера; Третата е зоната на облъчване на концентрацията на енергия на лазерния лъч, тъй като зоната на облъчване е различна в различните приложения.

Ⅰ. Твърдотелни лазери

Лазерите могат да бъдат направени от много твърди материали. По-специално, със синтетични методи, в процеса на производство на керамика, можете да създавате кристали, съдържащи различни компоненти, наречени "прозрачна керамична лазерна среда". Сега лазерът, направен с изкуствени кристали, е много удобен и практичен. Ето три често срещани твърдотелни лазера.

1. Рубинен лазер

Първият лазер беше рубинен лазер. През юли 1960 г. Майман успешно направи първия в света рубинен лазер, той освети светлината на светкавица в рубинения кристал, създавайки кохерентен импулсен лазерен лъч, който шокира света и предизвика бум в развитието на лазерите.

Анализът показва, че рубинът е кристал и неговата матрица е Al2O3 (алуминиев оксид), който съдържа 0.03-0.4 процента (тегловно съотношение) Cr2O3 (хромен триоксид), така че можете да натиснете тези материали формоване на прах, вакуумно синтероване, можете да произвеждате изкуствени рубинени кристали, с изкуствени рубинени пръти за производство на лазерна производителност превъзходна, широко използвана, Този вид лазерна среда също е напълно проучена; По-специално, "източник на помпа" приема силна импулсна ксенонова лампа; Резонаторът все още е по стария начин, в двата края на лазера, един срещу друг с две огледала с висока отражателна способност, едното ще отразява почти напълно лазера към работната среда, за да участва в резонанса, другото ще отразява по-голямата част от светлината обратно до резонанса и нека малко количество лазер се излъчва през огледалото, излъчваният е силен лазер, се използва за практически лазер.

Сега изходната енергия на рубинения лазер може да бъде на различни нива, до хиляди джаули.

2. Лазер с кристали на итриев алуминиев гранат с добавка на неодим

Допираният с неодим итриев алуминиев гранат кристал се състои от итрий (Y2O3) и алуминий (Al2O3) в съотношение 3:5 включване (Nd2O3), пресоване, синтероване на кристали във вакуум при 1700 градуса, често използвани в близка и далечна инфрачервена светлина твърдотелни лазери, превъзходна производителност. Като източник на светлина на помпата се използва непрекъсната криптонова лампа или лампа с волфрамов йодид, която просто се съгласува с лентата на поглъщане на 3-валентния Nd йон. Итриево-алуминиево-гранатните лазери с добавка на неодим могат да бъдат с мощност от десетки до стотици вата и също могат да бъдат с висока мощност.

3. Nd стъклен лазер

Неодимът е включен в силикатно стъкло с висока чистота като субстрат и това неодимово стъкло се използва за направата на лазери. Фосфатът също се използва като субстрат за вграждане на неодим.

Неодимовите стъклени лазери работят подобно на горните кристални лазери.

Неодимовите стъклени лазери с ниска мощност се използват ефективно за комуникация с оптични влакна и двете най-критични технологии за развитието на комуникация с оптични влакна са модулирането на оптични сигнали с полупроводникови лазери и използването на лазери от неодимови стъкла като ретранслатори (вижте популярната наука поредица от статии, № 61). Сигналната светлина се усилва от ретранслаторите и оптичните сигнали могат да се предават на големи разстояния.

Мощните лазери от неодимови стъкла също са лесни за производство. Тъй като оптичната еднородност на неодимовото стъкло е добра, лесно се приготвя в материал с голям обем, който се обработва по-лесно от кристалите, а производствените разходи за неодимовото стъкло са много ниски. Колкото по-голям е обемът на неодимовия стъклен прът, толкова по-висока е изходната лазерна енергия; Следователно неодимовите стъклени лазери са предпочитаните твърдотелни лазери на практика, които могат да бъдат с ниска или висока мощност.

Високомощните лазери от неодимови стъкла са използвани в експерименти с ядрен синтез. През 1974 г. Шанхайският институт за оптични машини успешно разработи шест високомощни лазерни системи от неодимови стъкла на наносекундно ниво от 100,000 мегавата, които успешно реализираха използването на лазер за генериране на високотемпературна и плътна плазма, като направи голям принос за устройството за "запалване" на ядрения синтез.

Информация за връзка:

Ако имате някакви идеи, не се колебайте да говорите с нас. Без значение къде са нашите клиенти и какви са нашите изисквания, ние ще следваме нашата цел да предоставим на нашите клиенти високо качество, ниски цени и най-доброто обслужване.