Laser tahke: tööpõhimõtted, taotluse

See artikkel näitab, millised on allikad monokromaatilise kiirguse ja millised on eelised tahkislaser üle muud liiki. Siin me oleme rääkinud, kuidas on põlvkonna kiirgusega miks impulsi seadme võimsam, mida on vaja graveerimine. Seal peetakse ka kolm nõutavat laser element ja kuidas see toimib.

bänd teooria

Enne kui me räägime, kuidas tegutseda laser (tahkes olekus, näiteks), siis peaks kaaluma mõned füüsilise mudeli järgi. Alates koolitunnid üks mäletab, et elektronid ümber tuuma on paigutatud teatud orbiidid või energia taset. Kui meie käsutuses ei ole üks aatom, ja palju, see on meie arvates mingit kolmemõõtmeline keha, on üks probleem.

Vastavalt Pauli printsiip, selles kehas ühe ja sama energia võib olla ainult üks elektron. Seega isegi väikseim teravilja sisaldab suures aatomite arv. Loodus on leidnud antud juhul väga graatsiline väljumise - energia iga elektroni energia erineb kõrval väga väike, peaaegu märkamatu summa. Sel juhul kõik elektronid ühe taseme "pressitud" ühte energia bänd. Ala, kus asuvad kõige kaugemal tuum elektrone, nimetatakse valents. Jälgi oma ala on suurem energia. See elektronid vabalt liikuda, ja seda nimetatakse juhtivuse bänd.

Heite ja imendumist

Iga laser (tahkis-, gaas, keemilised) töötab põhimõtted elektronide üleminek ühest piirkonnast teise. Kui keha on eksponeeritud valgus, footon elektroni annab piisavalt jõudu, et ta oli rohkem energiat riik. Vastupidisel juhul, kui elektron kantakse juhtivuse bänd valents, seda kiirgab footoni. Kui materjal on pooljuht või isolaatori valentstsoonis ja juhtivuse sagedusalas vahega milles ükski tasemel. Seega, elektronid ei saa seal. See intervalli nimetatakse keelutsooni. Kui footon on piisavalt energiat, elektronid hüpata üle selle intervalli.

põlvkond

Tööpõhimõte on tahkislaser põhineb asjaolu, et aine keelatud tsoonis on loodud nn ümberpööratud kiht. Electron elu sellel tasemel on suurem kui viibimise ajal juhtivuse bänd. Seega teatud aja jooksul seda "koguneda" elektronid. Seda nimetatakse pöördasustuses. Kui see tase punktiiriga elektronid footonite möödub soovitud lainepikkusega, põhjustab see samaaegne tootmine suur hulk identse pikkusega ja faas valguslaineid. See tähendab, et elektronid laviini korraga maha riigi kiire tekitamist monokromaatilise footonite piisavalt suure võimsusega. Tuleb märkida, et peamine probleem esimese laser areng oli leida selline kombinatsioon ainetest, mille oleks võimalik pöördasustuses ühe taseme. Esimene tööpäeva keskmise legeerterasest rubiin.

Kompositsioon laseri

Tahkislaser peamiste komponentide erineb teiste liikide puhul. Töövedeliku, kus elanikkond inversioon üks tase, valgustatud valgusallikas. Seda nimetatakse pumpamiseks. see võib sageli olla tavaline hõõglamp või gaaslahendustorust. Kaks paralleelselt laiendatakse lõpuks töövedeliku (tahkislaserist kristalli eeldab, gaasi - vaakum atmosfäär) moodustavad süsteemi peeglite, või selle optiline resonaator. Ta kogub tala ainult need footonid, mis on paralleelne vooluvõrku. Pumbatakse tahkisjõu laserid tekib tüüpiliselt kiir lampe.

Liiki tahkisjõu laserid

Sõltuvalt laserkiire väljundi eristada pidev ja impulsslaserite. Igaüks neist on kasutatud ja on oma eripärad. Peamiseks erinevuseks - pulsitud tahkisjõu laserid on suurema võimsusega. Kuna iga lask footonite nagu "kuhjuvad", siis üks impulss on võimelised kõrgema energia kui pidev võnkumine sama aja jooksul. Mida väiksem on impulsi kestvus on võimsam iga "shot". Praegu see on tehnoloogiliselt võimalik ehitada femtosecond laser. Üks selle impulsi kestab umbes 10 ^-15 sekundit. Seda sõltuvust on seotud asjaoluga, et populatsiooni vastupidises eespool kirjeldatud protsesside kestab väga väga väike. Mida pikem on vaja oodata, enne kui "tulistada" laser, seda rohkem elektrone on aeg lahkuda tagurpidi tasandil. Seega vähendatud kontsentratsiooni ja footoni energia väljundkiire.

lasergraveerimine

Mustrid pinnal metalli ja klaasist esemed kaunistatud inimese igapäevaelu. Neid võib kohaldada mehaaniliselt, keemiliselt või laseri abil. Viimane meetod on moodsaim. Selle eelised võrreldes teiste meetoditega järgmiselt. Kuna otsene mõju tööpind ei ole, see on peaaegu võimatu kahjustada asi taotlemise protsessi muster või silt. Laserkiir põletusi väga madalad sooned: pind, millele on graveeritud jääb sile ja seega asi ei ole kahjustatud ja kestab kauem. Juhul metallist laserkiirega muudab väga struktuur osakeste ja sõnad ei fade aastaid. Kui asi kasutada ettevaatlikult, ärge asetage seda happe või deformeeruda, siis mitme põlvkonna muster see täpselt säilinud. Lasergraveerimine on parim valida tahkis-üleminek kahel põhjusel: protsesside tahkistes on lihtsam hallata ja see on optimaalne suhe toodangu ja hindadega.

paigaldamine

Graveerimine, on olemas spetsiaalsed paigaldus. Lisaks otsesele laser, nad koosnevad mehaanilise juhend, kus laser liigub, ja jälgimise seadmeid (arvuti). Laser masin on kasutatud paljudes valdkondades inimtegevuse. Üle rääkisime kaunistus tarbeesemeid. Registreeritud söögiriistad, tulemasinad, prillid, kellad pikka aega jääb pere ja tuletatakse meelde, et õnnelikud hetked.

Kuid mitte ainult kodumaiste, vaid ka tööstuskaupade nõuda lasergraveerimine. Suured taimed, nagu autotööstus, vabastatakse üksikasjad suur numbrid: sadu tuhandeid või miljoneid. Iga element peab olema märgistatud - millal ja kes selle loonud. Parem viis kui lasergraveerimine, leida mitte, vabastamise ajal kasutusiga on pikk isegi liikuvad osad, mis suurendas ohtu kriimustustele. Laser masin, sel juhul tuleb iseloomustab suure võimsusega ja ohutust. Lõppude lõpuks, kui graveeringu vähemalt murdosa jooksul protsentuaalne muutus omadusi metallosi, võib see reageerivad erinevalt välistele stiimulitele. Näiteks pausi punkti kohaldamise kiri. Kuid sobib koduseks kasutamiseks lihtsam ja odavam paigaldus.