Приложение и функции лазера

Базовое крепление лазера

ЛазерыЯвляются одним из основных приложений в современных системах лазерной обработки. Хотя есть много видов лазеров, все они генерируютЛазерный светЧерез возбуждение и стимулированное излучение, поэтому основное крепление лазера фиксируется, то есть рабочее вещество, источник возбуждения и оптический резонатор состоят из трех частей. Источник накачки обеспечивает источник света для лазера, а усиливающая среда (также известная как рабочее вещество) поглощает энергию, предоставляемую источником накачки, и усиливает свет. Резонатор представляет собой контур между источником света насоса и усиленной средой. Резонатор колеблется и выбирает режим для вывода лазера.

Функция крепления лазера

Источник мотивации. Чтобы инверсия числа частиц появилась в рабочем веществе, необходимо использовать определенный метод для возбуждения системы частиц для увеличения количества частиц на высоких энергетических уровнях. Метод газового разряда можно использовать для возбуждения рабочего вещества с помощью электронов с кинетической энергией, которая называется электрическим возбуждением; импульсный источник света также можно использовать для облучения рабочего вещества для генерации возбуждения, которое называется оптическим возбуждением; есть тепловое возбуждение, химическое возбуждение, И т. д. Различные стимулы образно называются откачкой или откачкой. Для того чтобы непрерывно получать выход лазера, необходимо непрерывно «накачивать» для поддержания количества частиц в возбужденном состоянии. В качестве источника энергии источник насоса используется для генерации фотонов для возбуждения среды усиления. Фотоны, испускаемые источником насоса, перекачивают частицы в среде усиления из состояния заземления до высоких уровней энергии для достижения инверсии населения. Механизм возбуждения включает в себя оптическое возбуждение (оптическая накачка), возбуждение газового разряда, химическое возбуждение и возбуждение ядерной энергии. В настоящее время источник насоса обычно использует мощный полупроводниковый лазер (LD), и его основная функция заключается в завершении преобразования электрической энергии в световую энергию.

Лазерное рабочее вещество. Для генерации лазера необходимо выбрать подходящее рабочее вещество, которым может быть газ, жидкость, твердое тело или полупроводник. Инверсия населенности может быть достигнута в этой среде для создания необходимых условий для получения лазерного света. Очевидно, что существование метастабильных уровней энергии очень полезно для реализации инверсии населения. Существует почти 1000 видов рабочих материалов, а длины волн лазера, которые могут быть генерированы, покрывают вакуумный ультрафиолетовый диапазон до дальнего инфракрасного диапазона, который очень широк. Среда усиления используется для достижения инверсии населенности и усиления света при определении длины волны выходного лазера. Среда усиления может быть жидкой, газовой и твердой. Жидкости, такие как органические растворы, газы, такие как углекислый газ, и твердые вещества, такие как рубины. Основное требование усиленной среды-генерировать фотоны вместо фототермического преобразования после возбуждения, и частицы в ней должны находиться в относительно изолированном состоянии, прежде чем может произойти переход между уровнями энергии.

Оптический резонатор. При подходящем рабочем веществе и источнике возбуждения инверсия населенности может быть достигнута, но интенсивность стимулированного излучения, производимого таким образом, слишком мала, чтобы ее можно было применить. Тогда считалось, что оптические резонаторы могут быть использованы для «усиления» стимулированного излучения. Оптический резонатор состоит из двух зеркал с определенной геометрической формой и характеристиками оптического отражения, объединенными определенным образом. Резонатор в основном играет роль «хранения» и «очистки» лазера. В то же время резонатор может заставить фотоны в полости иметь одинаковую частоту/длину волны, фазу и направление движения, так что лазер имеет хорошую направленность и когерентность. Его основная функция заключается, во-первых, в обеспечении оптической обратной связи, так что фотоны стимулированного излучения перемещаются вперед и назад в полости несколько раз, образуя когерентное непрерывное колебание. Во-вторых, направление и частота возвратно-поступательного колебательного пучка в резонаторе ограничены для обеспечения того, чтобы выходной лазер имеет определенную направленность и монохроматичность.