Лазерно твърд: работещи принципи, прилагане

Тази статия показва какви са източниците на монохромни радиация и какви са предимствата на твърд лазер в сравнение с други видове. Тук ни се казва как е налице генериране на съгласуван радиация, защо пулс устройство по-мощен, което е необходимо, гравиране. Там също се счита за три изисква лазер елемент и как работи.

теория лента

Преди да говорим за това как да работите с лазер (твърдо състояние, например), трябва да помислите за някои от физически модел. От училищните уроци не си спомня, че електроните около ядрото са подредени в специални орбити или нива на енергия. Ако на наше разположение не един атом, и много, което е, ние считаме всяко триизмерно тяло, има един проблем.

Според принципа на Паули, в това тяло с една и съща енергия може да бъде само един електрон. По този начин дори и най-малката зърно съдържа голям брой атоми. Природата е намерил в този случай много грациозна изход - енергията на всяка електронна енергия, различен от съседния до много малък, почти незабележимо количество. В този случай всички електрони от едно ниво на "притискат" в един-единствен енергиен лента. Една област, в която се намира най-отдалечени от ядрото електроните, наречена валентност. Следвайте нейния район има по-висока енергия. Тя електроните се движат свободно, и то се нарича проводимост.

Излъчване и поглъщане

Всяко лазер (в твърдо състояние, газ, химически) работи на принципа на електрон преход от една зона в друга. Ако тялото ви е изложена на светлината, фотонът да електрон дава достатъчно мощност, за да е бил в по-висока енергийна състояние. И обратно, когато електрон се прехвърля от проводимост на валентността, той излъчва фотон. Ако материалът е полупроводников или изолатор, валентността и проводимост лента са разделени от интервал, в който не ниво. Съответно, електроните не могат да бъдат там. Този интервал се нарича разликата лента. Ако фотона има достатъчно енергия, електроните скок преодолеят този интервал.

поколение

Принципът на работа на лазера в твърдо състояние се основава на факта, че веществото в забранения зона се създава така наречената обърната слой. Electron живот на това ниво е по-висока, отколкото по време на престоя му в проводимата зона. По този начин, в един определен период от време върху него "натрупват" електрони. Това се нарича населението инверсия. При това ниво чрез пунктирани електрони, фотона преминава желаната дължина на вълната, той причинява едновременно производство на голям брой идентични дължина и фаза на светлинните вълни. Това означава, че електроните са лавина всички наведнъж да основното състояние, генериращи сноп от едноцветен фотони достатъчно висока мощност. Трябва да се отбележи, че основният проблем на първия лазерен развитието е да се намери такава комбинация от вещества, за които би било възможно инверсия на населението на едно от нивата. Първата работна среда легирана стомана рубина.

Съставът на лазера

Твърд лазер на основните компоненти е различно от другите видове. Работната течност, в която инверсия на населението на едно от нивата, осветен от източник на светлина. Тя се нарича изпомпване. тя често може да бъде нормална лампа с нажежаема жичка или газоразрядни тръби а. Две паралелни удължаване на изтичане на работна течност на (твърд лазер кристал предполага, газ - вакуум атмосфера) образуват система от огледала, или оптичен резонатор. Тя събира в гредата само тези фотони, които са успоредни на изхода. Работни твърди лазери обикновено става чрез флаш лампи.

Видове твърди лазери

В зависимост от начина на изхода на лазерен лъч се прави разлика постоянно и импулсни лазери. Всеки от тях се използва и има свои собствени характеристики. Основната разлика - импулсни твърди лазери имат по-висок капацитет. Тъй като за всеки изстрел фотони като "трупат", а след това един импулс е в състояние да достави по-висока енергия, отколкото непрекъснато колебание за същия период от време. Колкото по-малка импулсът трае, толкова по-силен всеки "удар". В момента това е технически възможно да се изгради фемтосекунден лазер. Един от своя импулс с продължителност около 10 ^-15 секунди. Тази зависимост е свързана с факта, че популацията на обратни процеси, както е описано по-горе трае много малка. Колкото по-дълго е необходимо да се изчака, преди да "стреля" лазер, толкова повече електрони имат време да напуснат обърнатия ниво. Съответно, намалена концентрация и фотонна енергия на изходния лъч.

лазерно гравиране

Моделите на повърхността на метални и стъклени предмети, украсени с ежедневния живот на човека. Те могат да се прилагат механично, химично или чрез лазер. Последният метод е най-модерното. Нейните предимства пред други методи, както следва. Тъй като пряко въздействие върху работната повърхност не е налице, това е почти невъзможно да се повреди нещо в процеса на прилагане на модел или надпис. лазер греди изгаряния много плитък жлеб: повърхността гравирана с останките гладка и, следователно, на което не е повреден и ще продължи по-дълго. В случай на метал лазерен лъч се променя самата структура на материята, а думите няма да избледняват в продължение на много години. Ако нещо се използва внимателно, не го потопят в киселина или деформира, а след няколко поколения модел на него точно запазена. Лазерно гравиране е най-добре да се избере в твърдо състояние, преминаване по две причини: процесите в твърди тела са по-лесни за управление, и за тях е оптимално съотношението на продукцията и цени.

монтаж

Гравиране, има специална инсталация. В допълнение към директното лазер, те се състоят от механичен водач, в която се движи, лазерни и оборудване за наблюдение (компютър). Лазерна машина се използва в много области на човешката дейност. Над говорихме за декориране на битови предмети. Регистрирани прибори за хранене, запалки, очила, часовници за дълго време ще остане в семейството и ще се напомни щастливите моменти.

Въпреки това, не само на вътрешния пазар, но и промишлени стоки изискват лазерно гравиране. Големите растения, като например автомобилостроенето, освободени подробности за огромен брой: стотици хиляди или милиони. Всеки елемент трябва да бъдат маркирани - кога и кой го е създал. По-добре така, отколкото лазерно гравиране, без да се намери, време за освобождаване, срока на експлоатация ще бъде дълго, дори и за движещите се части, които се увеличават риска от износване. Лазерна машина, в този случай трябва да се характеризира с висок капацитет и безопасност. В крайна сметка, ако гравиране на поне една малка промяна на процента на свойствата на металните части, може да реагират различно на външни дразнители. Например, една почивка в точката на прилагане на надписа. Въпреки това, подходящ за домашна употреба по-просто и по-евтино инсталация.