Laser fast: opererer prinsipper, søknad

Denne artikkelen viser hva som er kilder til monokromatisk stråling og det er fordelene med en solid-state laser i forhold til andre typer. Her blir vi fortalt hvordan det er en generasjon av koherent stråling, hvorfor puls enheten mer kraftfull, hva som er nødvendig gravering. Det er også vurdert tre obligatoriske laser element og hvordan det fungerer.

bandet teori

Før vi snakke om hvordan du bruker laser (solid state, for eksempel), bør du vurdere noen av de fysiske modellen. Fra skoletimer man husker at elektroner rundt kjernen er anordnet i bestemte baner eller energinivå. Hvis til rådighet ikke ett atom, og mye, det vil vi vurdere eventuelle tredimensjonal kropp, det er ett problem.

I henhold til den Pauli prinsipp, i dette legeme med en og samme energi kan være bare ett elektron. Således til og med de minste korn inneholder et stort antall atomer. Naturen har funnet i dette tilfellet meget elegant utgang - energien for hver elektronenergi forskjellig fra et tilstøtende til en meget liten, nesten umerkelig mengde. I dette tilfellet vil alle elektronene i ett nivå av "presset" inn i en enkelt energibåndet. Et område som befinner seg lengst borte fra kjerne elektroner, kalt valens. Følg henne området har en høyere energi. Det elektroner bevege seg fritt, og det kalles i ledningsbåndet.

Utslipp og absorpsjon

Alle laser (solid-state, gass, kjemikalier) virker på prinsippene i elektron overgang fra en sone til en annen. Hvis kroppen din blir utsatt for lys, fotonet til et elektron gir nok strøm til han var i en høyere energitilstand. Omvendt, når et elektron overføres fra ledningsbåndet til valensen, avgir den et foton. Hvis materialet er en halvleder eller en isolator, er det valens og ledningsbåndet adskilt med et intervall hvor ingen nivå. Følgelig elektroner kan ikke være der. Dette intervallet er kalt båndgapet. Hvis fotonet har nok energi, hoppe elektroner vinne dette intervallet.

generasjon

Driftsprinsippet for solid-state laser er basert på det faktum at substansen i den forbudte sone er opprettet en såkalt omvendt lag. Electron levetid på dette nivået er høyere enn under hans opphold i ledningsbåndet. Således, i en viss tid på det "hope seg opp" elektroner. Dette kalles befolkning inversjon. Når dette nivå ved stiplede elektroner passerer foton den ønskede bølgelengde, fører det til den samtidige generering av et stort antall identisk lengde og fase av lysbølger. Det vil si at elektronene er skred alt på en gang til grunntilstanden, å generere en stråle av monokromatisk fotoner tilstrekkelig høy effekt. Det bør bemerkes at hovedproblemet i den første laser utviklingen var å finne en slik kombinasjon av stoffer som ville være mulig befolkning inversjon av ett av nivåene. Den første drivmediet legert stål rubin.

Sammensetningen av laseren

Solid-state laser på hovedkomponentene er forskjellig fra de andre artene. Arbeidsmediet, der befolkningen inversjon av ett av nivåene, opplyst av en lyskilde. Det kalles pumping. Det kan ofte være en normal glødelampe eller et gassutladningsrør. To parallelle forløpende ende av arbeidsfluid (solid state laser krystall foruts, gass - en vakuumatmosfære) danner et system av speil, eller en optisk resonator. Det samler seg i strålen bare de fotoner som er parallelle med utløpet. Pumpet solid-state laser skjer vanligvis via flash lamper.

Typer solid-state laser

Avhengig av modusen av laserstrålens utgangs skille kontinuerlige og pulserende lasere. Hver av dem er brukt og har sine egne særtrekk. Hovedforskjellen - pulset solid-state laser har en høyere kapasitet. Siden for hvert skudd fotoner som "pele", og en puls er i stand til å levere høyere energi enn kontinuerlig oscillasjon for den samme tidsperioden. Jo mindre pulsen varer, jo kraftigere hvert "skudd". I øyeblikket er det teknologisk mulig å bygge en femtosecond laser. En av dens pulsen varer omtrent 10 ^-15 sekunder. En slik avhengighet er relatert til det faktum at befolkningen i den omvendte fremgangsmåter som er beskrevet ovenfor, varer meget meget liten. Jo lenger nødvendig å vente før du "skyte" laser, jo flere elektroner har tid til å forlate invertert nivå. Følgelig redusert konsentrasjon og fotonenergi av utgangsstrålen.

lasergravering

Mønsteret på overflaten av metall og glass elementer dekorert med en persons daglige liv. De kan påføres mekanisk, kjemisk eller ved laser. Den sistnevnte metode er den mest moderne. Dens fordeler fremfor andre fremgangsmåter som følger. Siden en direkte innvirkning på arbeidsflaten ikke er til stede, er det nesten umulig å ødelegge ting i ferd med å søke et mønster eller inskripsjon. Laserstrålen brenner meget grunt spor: overflate inngravert med restene glatt, og derfor er tingen ikke er skadet og vil vare lenger. I tilfelle av metall laserstrålen endrer selve strukturen av materie, og ordene ikke vil svekkes i mange år. Dersom tingen brukes forsiktig, ikke dyppe den i syre eller deformert, deretter flere generasjoner av mønsteret på det nøyaktig bevart. Lasergravering er best å velge en solid-state veksling av to grunner: prosessene i faste stoffer er lettere å håndtere, og det er optimalt for forholdet mellom produksjon og priser.

installasjon

Gravering, det er spesiell installasjon. I tillegg til direkte laser, består de av en mekanisk føring, i hvilken laser trekk, og overvåkningsutstyr (datamaskin). Laser maskinen brukes i mange sektorer av menneskelig aktivitet. Ovenfor har vi snakket om å dekorere dagligdagse ting. Registrert bestikk, lightere, briller, klokker for lang tid vil forbli i familien, og vil bli minnet om de lykkelige øyeblikkene.

Men ikke bare innenlands men også industrivarer kreve lasergravering. Store planter, for eksempel bil, utgitt detaljer om store tall: hundretusener eller millioner. Hvert element skal merkes - når og hvem som opprettet den. Bedre måte enn lasergravering, for å finne non, utgivelsen tid, vil levetiden være lang selv for bevegelige deler, som økte risikoen for slitasje. Laser maskin, i dette tilfellet må være karakterisert ved høy kapasitet og sikkerhet. Tross alt, hvis gravering i det minste en brøkdel av en prosent endring i egenskapene til de metalldeler, det kan reagere forskjellig på ytre stimuli. For eksempel, en pause i det punktet av anvendelsen av innskriften. Men egnet for hjemmebruk enklere og billigere installasjon.