עקרונות וסוגי לייזר

עקרונות וסוגים שללייזר
מה זה לייזר?
לייזר (הגברת אור על ידי פליטת קרינה מעוררת); כדי לקבל מושג טוב יותר, עיין בתמונה למטה:

אטום ברמת אנרגיה גבוהה יותר עובר באופן ספונטני לרמת אנרגיה נמוכה יותר ופולט פוטון, תהליך הנקרא קרינה ספונטנית.
אפשר להבין את הפופולרי כך: כדור על הקרקע הוא המיקום המתאים לו ביותר, כאשר הכדור נדחק לאוויר בכוח חיצוני (נקרא שאיבה), ברגע שהכוח החיצוני נעלם, הכדור נופל מגובה רב, ומשתחרר כמות מסוימת של אנרגיה. אם הכדור הוא אטום מסוים, אזי אותו אטום פולט פוטון באורך גל מסוים במהלך המעבר.

סיווג לייזרים
אנשים שלטו בעיקרון של יצירת לייזר, החלו לפתח צורות שונות של לייזר, אם על פי חומר העבודה לייזר לסווג, ניתן לחלק ללייזר גז, לייזר מוצק, לייזר מוליכים למחצה וכו '.
1, סיווג לייזר גז: אטום, מולקולה, יון;
חומר העבודה של לייזר גז הוא גז או אדי מתכת, המתאפיין בטווח אורכי גל רחב של פלט לייזר. הנפוץ ביותר הוא לייזר CO2, שבו CO2 משמש כחומר עבודה ליצירת לייזר אינפרא אדום של 10.6um על ידי עירור של פריקה חשמלית.
מכיוון שחומר העבודה של לייזר הגז הוא גז, המבנה הכולל של הלייזר גדול מדי ואורך הגל של הלייזר הגז ארוך מדי, ביצועי עיבוד החומר אינם טובים. לכן, לייזר גז בוטלו במהרה מהשוק, והיו בשימוש רק באזורים מסוימים, כמו סימון לייזר של חלקי פלסטיק מסוימים.
2, לייזר מוצקסיווג: אודם, Nd:YAG וכו';
חומר העבודה של הלייזר במצב מוצק הוא רובי, זכוכית ניאודימיום, נופך אלומיניום איטריום (YAG) וכו', שהיא כמות קטנה של יונים המשולבים באופן אחיד בקריסטל או בזכוכית של החומר כמטריצה, הנקראת יונים פעילים.
הלייזר במצב מוצק מורכב מחומר עובד, מערכת שאיבה, מהוד ומערכת קירור וסינון. הריבוע השחור באמצע התמונה למטה הוא גביש לייזר, שנראה כמו זכוכית שקופה בצבע בהיר. מורכב מקריסטל שקוף המסומם במתכות אדמה נדירות. זהו המבנה המיוחד של אטום מתכת האדמה הנדירה שיוצר היפוך אוכלוסיית חלקיקים כאשר הוא מואר על ידי מקור אור (פשוט הבינו שכדורים רבים על הקרקע נדחפים לאוויר), ולאחר מכן פולט פוטונים כאשר החלקיקים עוברים, וכאשר מספר הפוטונים מספיק, היווצרות של לייזר. על מנת להבטיח שהלייזר הנפלט יוצא בכיוון אחד, ישנן מראות מלאות (העדשה השמאלית) ומראות פלט חצי רפלקטיביות (העדשה הימנית). כאשר פלט הלייזר ולאחר מכן דרך עיצוב אופטי מסוים, היווצרות אנרגיית לייזר.

3, לייזר מוליכים למחצה
כשמדובר בלייזרים מוליכים למחצה, אפשר פשוט להבין את זה כפוטודיודה, יש צומת PN בדיודה, וכאשר מתווסף זרם מסוים נוצר המעבר האלקטרוני במוליך למחצה כדי לשחרר פוטונים, וכתוצאה מכך לייזר. כאשר אנרגיית הלייזר המשתחררת על ידי המוליך למחצה קטנה, ניתן להשתמש במכשיר המוליך למחצה בעל הספק נמוך כמקור המשאבה (מקור עירור) שללייזר סיבים, כך נוצר לייזר הסיבים. אם הכוח של הלייזר המוליך למחצה גדל עוד יותר עד לנקודה שניתן להוציא אותו ישירות לעיבוד חומרים, הוא הופך ללייזר מוליך למחצה ישיר. כיום, לייזרים מוליכים למחצה ישירים בשוק הגיעו לרמה של 10,000 וואט.

בנוסף למספר לייזרים לעיל, אנשים המציאו גם לייזרים נוזליים, הידועים גם כלייזרי דלק. לייזרים נוזליים מורכבים יותר בנפח ובחומר העבודה מאשר מוצקים ונעשה בהם שימוש נדיר.