Rubový laser: princip činnosti

První lasery se objevily před několika desetiletími a dodnes je tento segment propagován největšími společnostmi. Vývojáři získají všechny nové vlastnosti vybavení, což uživatelům umožňuje efektivněji je využívat v praxi.

Solid State Laser Ruby se nepovažuje za jedno z nejslibnějších zařízení tohoto typu, ale pro všechny jeho nedostatky se stále objevují výklenky v provozu.

Obecné informace

Rubyové lasery jsou klasifikovány jako polovodičové zařízení. Ve srovnání s chemickými a analogovými plyny mají méně energie. To je vysvětleno rozdílem v charakteristikách prvků, díky nimž je záření poskytováno. Například stejné chemické lasery jsou schopny vytvářet světelné toky stovek kilowattů. Mezi rysy, které rozlišují rubínový laser, je vysoký stupeň monochromatické a soudržnosti záření. Některé modely navíc dávají zvýšenou koncentraci světelné energie ve vesmíru, což stačí k uskutečnění termonukleární fúze zahříváním plazmy světelným paprskem.

Jak název napovídá, rubínový krystal působí jako aktivní médium laseru, reprezentované ve formě válce. Kdy to končí Tyč je leštěná zvláštním způsobem. Aby byl rubínový laser schopen poskytnout maximální možnou energii záření, jsou strany krystalu zpracovávány až do dosažení rovinné rovnoběžné polohy vůči sobě. Současně by měly být konce kolmé k ose prvku. V některých případech jsou konce, které jsou nějakým způsobem zrcadly, dodatečně pokryty dielektrickým filmem nebo vrstvou stříbra.

Zařízení ruby ​​laserů

Zařízení obsahuje kameru s rezonantem a také zdroj energie, který vzbuzuje atomy krystalu. Jako aktivátor blesku lze použít xenonový blesk. Světelný zdroj je umístěn podél jedné osy rezonátoru, který má válcový tvar. Na druhé ose je rubínový prvek. Obvykle se používají pruty o délce 2-25 cm.

Resonátor téměř veškeré světlo z lampy pošle na krystal. Je třeba poznamenat, že za podmínek vysoké teploty, které jsou nutné pro optické čerpání krystalu, ne všechny xenonové žárovky. Z tohoto důvodu se rubínové laserové zařízení, které zahrnuje světelné zdroje založené na xenonu, vypočítává pro nepřetržitý provozní režim, který se také nazývá impuls. Pokud jde o prut, je obvykle vyroben z umělého safíru, který může být vhodně upraven pro provozní požadavky laseru.

Princip laserové operace

Při aktivaci zařízení tím, že zahrnuje lampy inverzní efekt nastává s rostoucí úrovní ionty chrómu v krystalu, což má za následek zvýšení lavinou začíná počet emitovaných fotonů. Pokud k tomu dojde v obvodu zpětné vazby rezonátoru poskytnutých zrcadlových ploch na koncích pevného jádra. Tak se vyvíjí úzký tok.

Trvání pulsu, obvykle ne více než 0,0001 do této kratší trvání účinku ve srovnání s neonovou bleskem. Pulsní laserová energie je rubín 1 J. Stejně jako v případě plynových zařízení, principu výstavby rubínový laser a zpětnovazební účinek. To znamená, že intenzita světelného toku začíná být podporována zrcadly, které interagují s optickým rezonátorem.

Laserové provozní režimy

Nejčastěji se v režimu formování zmíněných pulsů v milisekundách používá laser s rubínovou tyčí. Pro dosažení delšího času činnosti technologové zvyšují energii optického čerpání. To se provádí pomocí silných pulzních lamp. Vzhledem k tomu, pole pulzní vzestupu vzhledem k době, tvořící elektrický náboj v flash trubky, vyznačující se tím, plochý, rubínový laser operace začíná s určitým zpožděním v době, kdy je počet aktivních prvků překračuje prahovou hodnotu.

Někdy dochází také k narušení generování impulzů. Tyto jevy jsou pozorovány v určitých intervalech po poklesu výkonových indikátorů, tj. Když potenciál výkonu klesne pod prahovou hodnotu. Teoreticky může rubínový laser pracovat v kontinuálním režimu, ale takový provoz vyžaduje použití silnějších svítilen v konstrukci. Ve skutečnosti, v tomto případě, vývojáři se potýkají se stejnými problémy jako při tvorbě plynových laserů - nepřiměřenost aplikačního prvku základny s lepšími vlastnostmi a výsledkem je, schopnosti omezení zařízení.

Typy

Užitnost zpětnovazebního efektu je nejvýraznější v laserech s nerezonující vazbou. V takových konstrukcích je dodatečně aplikován rozptylový prvek, který umožňuje vyzařovat kontinuální kmitočtové spektrum. Používá se také rubínový laser s modulovaným Q-faktorem - jeho struktura zahrnuje dvě tyče, chlazené a nechladené. Teplotní rozdíl umožňuje vytvořit dva laserové paprsky, které jsou odděleny podél vlnové délky angstromy. Tyto paprsky září přes impulsní výboj a úhel tvořený jejich vektory se liší o malou hodnotu.

Kde se používá rubínový laser?

Takové lasery jsou charakterizovány nízkým koeficientem účinnosti, ale liší se tepelnou stabilitou. Tyto vlastnosti určují směry praktického využití laserů. Dnes se používají při tvorbě holografie, stejně jako v průmyslových odvětvích, kde je třeba provádět děrování pro vysoce přesné otvory. Používejte tato zařízení při svařování. Například při výrobě elektronických systémů pro technickou podporu družicové komunikace. V medicíně také našel rubínový laser. Použití technologie v tomto odvětví je opět vysvětleno možností vysoce přesného zpracování. Takové lasery se používají jako náhrada za sterilní skalpely, které umožňují provádět mikrochirurgické operace.

Závěr

Laser s rubínovým aktivním médiem byl jednou prvním operačním systémem tohoto typu. Ale jako vývoj alternativních zařízení s plynovými a chemickými plnidly bylo zřejmé, že jejich výkon má mnoho nevýhod. A to nemluvím o tom, že rubínový laser je jedním z nejtěžších z hlediska výroby. Vzhledem k tomu, že jeho pracovní vlastnosti se zvyšují, vyžaduje se také požadavek na prvky, které tvoří strukturu. Následkem toho se náklady na zařízení také zvyšují. Vývoj modelů laserů na bázi rubínového krystalu má však své základy, mimo jiné související s jedinečnými vlastnostmi aktivní látky v pevné fázi.