Principy a typy laserů

Principy a typylaser
Co je laser?
LASER (zesílení světla stimulovanou emisí záření); Pro lepší představu se podívejte na obrázek níže:

Atom na vyšší energetické hladině spontánně přechází na nižší energetickou hladinu a vyzařuje foton, což je proces nazývaný spontánní záření.
Populární lze chápat jako: míč na zemi je jeho nejvhodnější poloha, když je míč tlačen do vzduchu vnější silou (tzv. pumpování), v okamžiku, kdy vnější síla zmizí, míč padá z velké výšky a uvolňuje určité množství energie. Pokud je míč specifický atom, pak tento atom během přechodu vyzařuje foton specifické vlnové délky.

Klasifikace laserů
Lidé zvládli princip generování laseru a začali vyvíjet různé formy laserů. Pokud je klasifikujeme podle pracovního materiálu laseru, můžeme je rozdělit na plynové lasery, lasery na pevném materiálu, polovodičové lasery atd.
1, klasifikace plynového laseru: atom, molekula, iont;
Pracovní látkou plynového laseru je plyn nebo kovové páry, které se vyznačují širokým rozsahem vlnových délek laserového výstupu. Nejběžnější je CO2 laser, ve kterém se CO2 používá jako pracovní látka k vytvoření infračerveného laseru o vlnové délce 10,6 μm buzením elektrického výboje.
Protože pracovní látkou plynového laseru je plyn, celková struktura laseru je příliš velká a výstupní vlnová délka plynového laseru je příliš dlouhá, výkon zpracování materiálu není dobrý. Proto byly plynové lasery brzy vyřazeny z trhu a používaly se pouze v určitých specifických oblastech, jako je laserové značení určitých plastových dílů.
2, pevný laserklasifikace: rubín, Nd:YAG atd.;
Pracovním materiálem pevnolátkového laseru je rubín, neodymové sklo, ytriovo-hlinitý granát (YAG) atd., což je malé množství iontů rovnoměrně zabudovaných do krystalu nebo skla materiálu jako matrice, nazývaných aktivní ionty.
Pevnolátkový laser se skládá z pracovní látky, čerpacího systému, rezonátoru a chladicího a filtračního systému. Černý čtverec uprostřed obrázku níže je laserový krystal, který vypadá jako světlé průhledné sklo a skládá se z průhledného krystalu dopovaného kovy vzácných zemin. Je to speciální struktura atomu kovu vzácných zemin, která při osvětlení zdrojem světla vytváří inverzi populace částic (stačí pochopit, že mnoho koulí na zemi je vytlačeno do vzduchu) a poté emituje fotony, když částice přecházejí, a když je počet fotonů dostatečný, vzniká laser. Aby bylo zajištěno, že emitovaný laser je vydáván jedním směrem, existují plná zrcadla (levá čočka) a poloreflexní výstupní zrcadla (pravá čočka). Když laserový výstup prochází určitou optickou konstrukcí, vzniká laserová energie.

3, polovodičový laser
Pokud jde o polovodičové lasery, lze je jednoduše chápat jako fotodiodu, v diodě je PN přechod a při přidání určitého proudu se v polovodiči vytvoří elektronický přechod, který uvolní fotony, což vede k laseru. Pokud je laserová energie uvolňovaná polovodičem malá, lze nízkovýkonovou polovodičovou součástku použít jako zdroj buzení (zdroj excitace)vláknový laser, čímž vzniká vláknový laser. Pokud se výkon polovodičového laseru dále zvýší natolik, že jej lze přímo vyzařovat do zpracovávaných materiálů, stává se z něj přímý polovodičový laser. V současné době dosáhly přímé polovodičové lasery na trhu výkonu 10 000 wattů.

Kromě výše uvedených laserů lidé vynalezli také kapalinové lasery, známé také jako palivové lasery. Kapalinové lasery jsou složitější co do objemu a pracovní látky než pevné lasery a používají se jen zřídka.