Laser trdna: princip delovanja, uporaba

Ta članek kaže, kaj so viri enobarvnega sevanja in kakšne so prednosti, a solid-state laser v primerjavi z drugimi vrstami. Tukaj smo povedali, kako je generacija skladnega sevanja, zakaj pulz naprava močnejši, kar je potrebno gravuro. Tam se šteje tudi tri zahtevane lasersko element in kako deluje.

teorija pas

Preden govorimo o tem, kako deluje laser (v trdnem stanju, na primer), morate upoštevati nekaj fizičnega modela. Od šolskega pouka en spomni, da so elektroni okoli jedra razporejeni v posebnih tirnicah ali ravni energije. Če imamo na voljo niti enega atoma, in veliko, da je, menimo, da je vsako tridimenzionalno telo, obstaja en problem.

V skladu z načelom Pauli, v tem telesu z ene in iste energije je lahko samo en elektron. Tako tudi najmanjše zrno vsebuje veliko število atomov. Narava je našel v tem primeru zelo ljubek izhod - energijo vsakega elektronov energije, ki se razlikuje od sosednjega na zelo majhne, skoraj Neprimjetan znesek. V tem primeru se vsi elektroni ene ravni "pritisnil" v eno samo energetsko pasu. Področje, na katerem se nahajajo najbolj oddaljena od osrednjih elektronov, ki se imenuje valenco. Sledite njena površina ima višjo energijo. To elektroni prosto gibljejo, in to se imenuje prevodni pas.

Emisij in absorpcijo

Vsak laserski (trdnem stanju, plin, kemična) deluje na načelih elektronov prehod iz enega območja v drugo. Če je vaše telo izpostavljeno svetlobi, foton, da elektrona daje dovolj moči, da je bil v večjo energetsko stanje. Nasprotno, ko je elektron prenese iz prevodnem pasu valenci, oddaja fotona. Če je snov polprevodniški ali izolator, sta valenca in prevodni trak ločen z intervalom med katerim ni ravni. Zato, elektroni ne more biti tam. Ta interval imenujemo vrzel pas. Če ima foton dovolj energije, skok elektroni rešili ta interval.

generacija

Princip delovanja je solid-state laser temelji na dejstvu, da je snov v prepovedanem območju ustvaril tako imenovano obrnjeno plast. Electron življenjska doba na tej ravni je višja kot v času njegovega bivanja v prevodnem pasu. Tako je, v določenem časovnem obdobju na njej "nabirajo" elektrone. To se imenuje populacija inverzija. Ko je ta stopnja s črtkano elektronov, foton prehaja želeni valovni dolžini, povzroči hkratno generiranje večjega števila enako dolžino in fazne svetlobnih valov. To pomeni, da elektroni so plaz naenkrat na stanje tal, ki ustvarjajo žarek dvobarvni fotonov dovolj visoke moči. Treba je opozoriti, da je bil glavni problem prvega razvoj laserskega najti takšno kombinacijo snovi, za katere bi bilo mogoče populacija inverzija enega od ravni. Prvi delovni medij legiranega jekla rubina.

Sestavek laserja

Polprevodniški laser o glavnih komponent se razlikuje od drugih vrst. Delovna tekočina, v katerih populacija inverzija enega od ravni, osvetljena s svetlobnim virom. To se imenuje črpanje. je pogosto lahko normalno žarnica ali cev izpust plina. Dva vzporedna razteza konec delovnega fluida (solid-state laser kristal predpostavlja, plin - vakuumski atmosferi) tvorita sistem zrcal ali optični resonator. Zbira v žarek le tisti fotoni, ki so vzporedno z vtičnico. Prečrpavane polprevodniški laserji se običajno zgodi z bliskavico svetilke.

Vrste solid-state laserji

Odvisno od načina proizvodnje laserskega žarka razlikovati nenehne in impulzne laserje. Vsak od njih se uporablja in ima svoje značilnosti. Glavna razlika - pulzni polprevodniški laserji imajo višjo zmogljivost. Ker je za vsak strel fotonov, kot so "pilote", nato pa eno pulz je sposoben zagotoviti večjo energijo od nenehnega nihanja v istem časovnem obdobju. Manjši pulz traja, močnejši vsak "strel". V tem trenutku, je tehnološko mogoče zgraditi femtosekundna laser. Ena od njegovih impulz traja približno 10 ^-15 sekund. Takšna odvisnost je povezan z dejstvom, da je populacija povratne postopkov, kot je opisano zgoraj traja zelo zelo majhna. Dlje, da je treba počakati, preden vas "shoot" laserjem, več elektroni imajo čas, da zapustijo obrnjeno raven. V skladu s tem zmanjša koncentracija in fotonsko energijo izhodnega žarka.

lasersko graviranje

Vzorci na površini kovinskih in steklenih predmetov okrašena s vsakdanjem življenju posameznika. Uporabljajo se lahko mehansko, kemično ali z laserjem. Slednja metoda je najbolj moderno. Njegove prednosti pred drugimi metodami, kot sledi. Ker neposredno vpliva na delovno površino ni prisoten, je skoraj nemogoče, da poškoduje stvar v procesu uporabi vzorec ali napis. Opeklin laserskega žarka zelo plitev žleb: površina z vtisnjeno ostanki gladka, zato se stvar ni poškodovana in bo trajalo dlje. V primeru kovinske laserskega žarka spremeni samo strukturo snovi, in besede, ne bo izginila, za več let. Če je stvar previdno, ne potopimo v kislino ali deformira, nato pa več generacij vzorec na njej natančno ohranjena. Lasersko graviranje je najbolje izbrati solid-state preklapljanje iz dveh razlogov: procesi v trdnih snovi so lažje upravljati, in je optimalna za razmerje proizvodnje in cen.

namestitev

Graviranje, obstajajo posebna namestitev. Poleg neposrednega laserjem, so sestavljeni iz mehanskega vodnika, v katerem laser premika, in opremo za spremljanje (računalnik). Laserski stroj se uporablja v številnih področjih človekove dejavnosti. Predvsem smo se pogovarjali o okrasitev vsakodnevnih predmetov. Registriran jedilni pribor, vžigalniki, očala, ure za dolgo časa bo ostal v družini in se bo spomnil na lepih trenutkov.

Vendar ne samo domače, ampak tudi industrijsko blago zahtevajo lasersko graviranje. Velike rastline, kot so avtomobilska, izdal podrobnosti o velikem številu: sto tisoč ali milijonov. Vsak element mora biti označeno - kdaj in kdo jo je ustvaril. Boljši način kot lasersko graviranje, da bi našli niso, čas za sprostitev, bo življenjska doba je dolga tudi za gibljivih delov, kar je povečalo tveganje za abrazijo. Laserski stroj, v tem primeru mora biti označen z visoko zmogljivostjo in varnostjo. Konec koncev, če graviranje vsaj delček odstotno spremembo lastnosti kovinskih delov, je lahko različno odzivajo na zunanje dražljaje. Na primer, prelom v točki uporabe napisa. Vendar pa je primeren za domačo uporabo enostavnejše in cenejše namestitve.