Principii și tipuri de lasere

Principii și tipuri delaser
Ce este laserul?
LASER (Amplificarea luminii prin emisie stimulată de radiații); Pentru a vă face o idee mai bună, uitați-vă la imaginea de mai jos:

Un atom aflat la un nivel de energie mai ridicat trece spontan la un nivel de energie mai scăzut și emite un foton, proces numit radiație spontană.
Popular poate fi înțeles ca: o minge pe sol este cea mai potrivită poziție a sa, atunci când mingea este împinsă în aer de o forță externă (numită pompare), în momentul în care forța externă dispare, mingea cade de la o altitudine mare și eliberează o anumită cantitate de energie. Dacă mingea este un atom specific, atunci acel atom emite un foton de o anumită lungime de undă în timpul tranziției.

Clasificarea laserelor
Oamenii au stăpânit principiul generării laserului și au început să dezvolte diferite forme de lasere. Conform materialelor de lucru cu laserul, acestea pot fi clasificate în lasere cu gaz, lasere solide, lasere semiconductoare etc.
1, Clasificarea laserelor cu gaz: atom, moleculă, ion;
Substanța de lucru a laserului cu gaz este gazul sau vaporii metalici, care se caracterizează printr-o gamă largă de lungimi de undă la ieșirea laserului. Cel mai comun este laserul cu CO2, în care CO2 este utilizat ca substanță de lucru pentru a genera un laser infraroșu de 10,6 µm prin excitarea unei descărcări electrice.
Deoarece substanța de lucru a laserului cu gaz este gazul, structura generală a laserului este prea mare, iar lungimea de undă de ieșire a laserului cu gaz este prea lungă, performanța de procesare a materialelor nu este bună. Prin urmare, laserele cu gaz au fost eliminate în curând de pe piață și au fost utilizate doar în anumite domenii specifice, cum ar fi marcarea cu laser a anumitor piese din plastic.
2, laser solidclasificare: rubin, Nd:YAG etc.;
Materialul de lucru al laserului în stare solidă este rubinul, sticla de neodim, granatul de ytriu și aluminiu (YAG) etc., care reprezintă o cantitate mică de ioni încorporați uniform în cristalul sau sticla materialului ca matrice, numiți ioni activi.
Laserul în stare solidă este compus dintr-o substanță de lucru, un sistem de pompare, un rezonator și un sistem de răcire și filtrare. Pătratul negru din mijlocul imaginii de mai jos reprezintă un cristal laser, care arată ca o sticlă transparentă de culoare deschisă și constă dintr-un cristal transparent dopat cu metale de pământuri rare. Structura specială a atomului de metal de pământuri rare formează o inversiune a populației de particule atunci când este iluminat de o sursă de lumină (înțelegeți pur și simplu că multe bile de pe sol sunt împinse în aer), apoi emite fotoni atunci când particulele se deplasează, iar când numărul de fotoni este suficient, se formează laserul. Pentru a se asigura că laserul emis este emis într-o singură direcție, există oglinzi complete (lentila stângă) și oglinzi de ieșire semi-reflectorizante (lentila dreaptă). Când laserul emite, printr-un anumit design optic, se formează energie laser.

3, laser semiconductor
Când vine vorba de laserele semiconductoare, acestea pot fi înțelese pur și simplu ca o fotodiodă, în care există o joncțiune PN în diodă, iar atunci când se adaugă un anumit curent, se formează o tranziție electronică în semiconductor pentru a elibera fotoni, rezultând un laser. Când energia laser eliberată de semiconductor este mică, dispozitivul semiconductor de putere redusă poate fi utilizat ca sursă de pompare (sursă de excitație) a...laser cu fibră, astfel se formează laserul cu fibră. Dacă puterea laserului semiconductor este crescută în continuare până la punctul în care poate fi transmisă direct pentru procesarea materialelor, acesta devine un laser semiconductor direct. În prezent, laserele semiconductori directe de pe piață au atins nivelul de 10.000 de wați.

Pe lângă laserele menționate mai sus, oamenii au inventat și lasere lichide, cunoscute și sub denumirea de lasere cu combustibil. Laserele lichide sunt mai complexe ca volum și substanță de lucru decât solidele și sunt rareori utilizate.