Laser Ruby: prinsip operasi

Laser pertama muncul beberapa dekad lalu, dan hingga ke hari ini segmen ini dipromosikan oleh syarikat terbesar. Pemaju mendapatkan semua peralatan berkualiti baru, yang membolehkan pengguna menggunakannya dengan lebih berkesan.

Laser rubi pepejal tidak dianggap sebagai salah satu peranti yang paling menjanjikan jenis ini, tetapi untuk semua kekurangannya, namun ia mendapati niche yang beroperasi.

Maklumat am

Laser Ruby diklasifikasikan sebagai peranti pepejal. Berbanding dengan analog kimia dan gas, mereka mempunyai kuasa yang kurang. Ini dijelaskan oleh perbezaan ciri-ciri unsur-unsur, yang mana radiasi disediakan. Sebagai contoh, laser kimia yang sama mampu menjana fluks cahaya beratus-ratus kilowatt. Antara ciri-ciri yang membezakan laser ruby, terdapat tahap monochromaticity yang tinggi, serta koheren radiasi. Di samping itu, sesetengah model memberikan penumpuan tenaga ringan di ruang angkasa, yang cukup untuk merealisasikan gabungan termonuklear dengan memanaskan plasma dengan rasuk.

Seperti namanya, kristal ruby bertindak sebagai medium aktif laser, yang diwakili dalam bentuk silinder. Hujung batang digilap dengan cara yang istimewa. Kepada laser ruby mampu memberikan tenaga radiasi maksimum yang maksimum untuknya, sisi kristal diproses sehingga posisi selari pesawat mencapai relatif kepada satu sama lain. Pada masa yang sama, hujung hendaklah berserenjang dengan paksi unsur tersebut. Dalam sesetengah kes, hujungnya, yang dalam beberapa cermin cermin, juga diliputi dengan filem dielektrik atau lapisan perak.

Peranti laser ruby

Peranti ini termasuk kamera dengan resonator, serta sumber tenaga yang merangsang atom kristal. Sebagai pengaktif kilat, lampu kilat xenon boleh digunakan. Sumber cahaya terletak di sepanjang satu paksi resonator, yang mempunyai bentuk silinder. Pada paksi lain terdapat unsur ruby. Sebagai peraturan, rod dengan panjang 2-25 cm digunakan.

Resonator hampir semua cahaya dari lampu menghantar ke kristal. Perlu diingatkan bahawa dalam keadaan suhu tinggi, yang diperlukan untuk pam optik kristal, tidak semua lampu xenon mampu beroperasi . Atas sebab ini, peranti laser ruby, yang merangkumi sumber cahaya berasaskan xenon, dikira untuk mod pengendalian yang berterusan, yang juga dinamakan impuls. Bagi rod, ia biasanya dibuat daripada nilam buatan, yang boleh diubah suai dengan sewajarnya untuk keperluan operasi laser.

Prinsip operasi laser

Apabila peranti diaktifkan dengan menyalakan lampu, kesan penyongsangan berlaku dengan peningkatan tahap ion kromium dalam kristal, yang mengakibatkan peningkatan saliran dalam jumlah foton yang dipancarkan. Pada masa yang sama, hubungan songsang diperhatikan pada resonator, yang disediakan oleh permukaan cermin pada hujung batang pepejal. Ini adalah bagaimana aliran sempit berkembang.

Tempoh nadi, sebagai peraturan, tidak melebihi 0.0001 s, yang lebih pendek berbanding dengan tempoh tindakan denyar neon. Tenaga nadi laser ruby adalah 1 J. Seperti dalam kes peranti gas, prinsip operasi laser ruby juga berdasarkan kesan maklum balas. Ini bermakna bahawa intensiti fluks cahaya mula disokong oleh cermin yang berinteraksi dengan resonator optik.

Mod operasi laser

Selalunya, laser dengan rod rubi digunakan dalam mod pembentukan denyutan yang disebutkan dalam saiz dalam milisaat. Untuk mencapai lebih banyak masa aktiviti, para teknologik meningkatkan tenaga pam optik. Ini dilakukan melalui penggunaan lampu dorongan kuat. Sejak medan naik nadi disebabkan oleh masa pembentukan cas elektrik di lampu kilat dicirikan oleh kebosanan, kerja laser ruby bermula dengan beberapa kelewatan pada saat-saat ketika jumlah elemen aktif melebihi nilai ambang.

Kadangkala terdapat kerosakan penjanaan nadi. Fenomena sedemikian diperhatikan pada selang tertentu selepas indeks kuasa menurun, iaitu, apabila potensi daya jatuh di bawah nilai ambang. Secara teorinya, laser ruby boleh beroperasi dalam mod yang berterusan, tetapi operasi tersebut memerlukan penggunaan lampu yang lebih kuat dalam reka bentuk. Sebenarnya, dalam kes ini, pemaju menghadapi masalah yang sama seperti ketika mencipta laser gas - ketidakupayaan menggunakan asas unsur dengan peningkatan ciri-ciri dan, akibatnya, mengehadkan keupayaan peranti.

Jenis

Kegunaan kesan maklum balas adalah yang paling ketara dalam laser dengan gandingan yang tidak meletup. Dalam pembinaan itu, unsur hamburan juga digunakan, yang membolehkan untuk memancarkan spektrum frekuensi yang berterusan. Laser Ruby dengan faktor Q yang dimodulasi juga digunakan - strukturnya mengandungi dua batang, disejukkan dan tidak dicuci. Perbezaan suhu memungkinkan untuk membentuk dua rasuk laser, yang dipisahkan sepanjang panjang gelombang oleh angstroms. Sinar ini bersinar melalui pelepasan berdenyut, dan sudut yang dibentuk oleh vektor mereka berbeza dengan nilai yang kecil.

Di manakah laser ruby digunakan?

Seperti laser dicirikan oleh pekali kecekapan yang rendah, tetapi mereka berbeza dalam kestabilan terma. Kualiti ini menentukan arah penggunaan praktikal laser. Hari ini mereka digunakan dalam penciptaan holografi, serta dalam industri di mana ia dikehendaki melakukan operasi menumbuk untuk lubang ketepatan tinggi. Gunakan peranti sedemikian dalam operasi kimpalan. Sebagai contoh, dalam pembuatan sistem elektronik untuk sokongan teknikal komunikasi satelit. Dalam bidang perubatan, laser ruby juga mendapati tempatnya. Penerapan teknologi dalam industri ini sekali lagi dijelaskan oleh kemungkinan pemprosesan ketepatan tinggi. Laser sedemikian digunakan sebagai pengganti untuk bengkak steril, yang membolehkan operasi microsurgical.

Kesimpulannya

Laser dengan medium aktif ruby adalah pada masanya sistem operasi pertama jenis ini. Tetapi sebagai perkembangan peranti alternatif dengan pengisi gas dan kimia, ia menjadi jelas bahawa prestasinya mempunyai banyak kelemahan. Dan ini tidak menyebutkan bahawa laser ruby adalah salah satu yang paling sukar dari segi pembuatan. Oleh kerana sifat kerja yang bertambah, begitu juga dengan keperluan elemen-elemen yang membentuk struktur. Oleh itu, kos peranti juga meningkat. Bagaimanapun, perkembangan model laser berdasarkan kristal ruby mempunyai pangkalannya, yang berkaitan, antara lain, kepada sifat-sifat yang unik dalam medium aktif keadaan pepejal.