עקרונות וסוגי לייזר

עקרונות וסוגים שללייזר
מהו לייזר?
לייזר (הגברת אור על ידי פליטת קרינה מגורה); כדי לקבל רעיון טוב יותר, התבונן בתמונה למטה:

אטום ברמת אנרגיה גבוהה יותר עובר באופן ספונטני לרמת אנרגיה נמוכה יותר ופולט פוטון, תהליך שנקרא קרינה ספונטנית.
ניתן להבין פופולרי כ: כדור על האדמה הוא המיקום המתאים ביותר שלו, כאשר הכדור נדחף לאוויר בכוח חיצוני (המכונה שאיבה), ברגע שהכוח החיצוני נעלם, הכדור נופל מגובה גבוה ומשחרר כמות מסוימת של אנרגיה. אם הכדור הוא אטום ספציפי, אז אטום פולט פוטון באורך גל ספציפי במהלך המעבר.

סיווג לייזרים
אנשים שלטו בעקרון ייצור הלייזר, החלו לפתח צורות לייזר שונות, אם על פי חומר העבודה של הלייזר כדי לסווג, ניתן לחלק ללייזר גז, לייזר מוצק, לייזר מוליך למחצה וכו '.
1, סיווג לייזר גז: אטום, מולקולה, יון;
החומר העובד של לייזר גז הוא אדי גז או מתכת, המאופיין בטווח אורך גל רחב של תפוקת לייזר. הנפוץ ביותר הוא לייזר CO2, בו CO2 משמש כחומר עובד לייצור לייזר אינפרא אדום של 10.6- על ידי עירור של פריקה חשמלית.
מכיוון שהחומר העובד של לייזר הגז הוא גז, המבנה הכולל של הלייזר גדול מדי, ואורך הגל הפלט של לייזר הגז ארוך מדי, ביצועי העיבוד החומרי אינם טובים. לפיכך, לייזרי גז הודחו במהרה מהשוק, ומשמשים רק באזורים ספציפיים מסוימים, כמו סימון לייזר של חלקי פלסטיק מסוימים.
2, לייזר מוצקסיווג: Ruby, ND: YAG וכו ';
החומר העובד של לייזר המצב המוצק הוא אודם, זכוכית ניאודימיום, גרנט אלומיניום yttrium (YAG) וכו ', שהוא כמות קטנה של יונים המשולבים באופן אחיד בקריסטל או בזכוכית של החומר כמטריצה, המכונה יונים פעילים.
הלייזר במצב מוצק מורכב מחומר עובד, מערכת שאיבה, מהדהד ומערכת קירור וסינון. הריבוע השחור באמצע התמונה למטה הוא גביש לייזר, שנראה כמו זכוכית שקופה בהירה ומורכבת מגביש שקוף המסומם במתכות אדמה נדירות. זהו המבנה המיוחד של אטום המתכת האדמה הנדירה היוצר היפוך אוכלוסיית חלקיקים כשהוא מואר על ידי מקור אור (פשוט מבין שכדורים רבים על האדמה נדחפים לאוויר), ואז פולטים פוטונים כאשר החלקיקים עוברים, וכאשר מספר הפוטונים מספיק, מראות שמאליות. עדשה). כאשר פלט הלייזר ואז באמצעות תכנון אופטי מסוים, היווצרות אנרגיית לייזר.

3, לייזר מוליכים למחצה
כשמדובר בלייזרים מוליכים למחצה, ניתן להבין זאת פשוט כפוטודיוד, יש צומת PN בדיודה, וכאשר מתווסף זרם מסוים, המעבר האלקטרוני במוליך למחצה נוצר לשחרור פוטונים, וכתוצאה מכך לייזר. כאשר אנרגיית הלייזר שמשתחררת על ידי המוליך למחצה קטנה, ניתן להשתמש במכשיר המוליכים למחצה הנמוך כמקור המשאבה (מקור עירור) שללייזר סיביםאז נוצר לייזר הסיבים. אם כוחו של לייזר המוליכים למחצה מוגבר עוד יותר עד כדי כך שניתן יהיה להפיק אותו ישירות לעיבוד חומרים, הוא הופך לייזר ישיר למוליכים למחצה. נכון לעכשיו, לייזרים ישירים של מוליכים למחצה בשוק הגיעו לרמה של 10,000 וואט.

בנוסף לכמה לייזרים לעיל, אנשים המציאו גם לייזרים נוזליים, הידועים גם בשם לייזרי דלק. לייזרים נוזליים מורכבים יותר בנפח ובחומר עובדים מאשר מוצקים ונמצאים בשימוש לעיתים רחוקות.