Načela in vrste laserjev

Načela in vrstelaser
Kaj je laser?
LASER (ojačanje svetlobe s stimulirano emisijo sevanja); Za boljšo predstavo si oglejte spodnjo sliko:

Atom na višji energijski ravni spontano preide na nižjo energijsko raven in odda foton, proces, imenovan spontano sevanje.
Priljubljeno lahko razumemo kot: žoga na tleh je njen najprimernejši položaj, ko jo zunanja sila (imenovana črpanje) potisne v zrak, v trenutku, ko zunanja sila izgine, žoga pade z velike višine in sprosti določeno količino energije. Če je žoga specifičen atom, potem ta atom med prehodom odda foton določene valovne dolžine.

Klasifikacija laserjev
Ljudje so obvladali načelo laserske generacije in začeli razvijati različne oblike laserjev. Če jih razvrstimo glede na delovni material laserjev, jih lahko razdelimo na plinske laserje, trdne laserje, polprevodniške laserje itd.
1, klasifikacija plinskega laserja: atom, molekula, ion;
Delovna snov plinskega laserja je plin ali kovinska para, za katero je značilno široko območje valovnih dolžin laserskega izhoda. Najpogostejši je CO2 laser, pri katerem se CO2 uporablja kot delovna snov za ustvarjanje infrardečega laserja z valovno dolžino 10,6 μm z vzbujanjem električne razelektritve.
Ker je delovna snov plinskega laserja plin, je celotna struktura laserja prevelika in izhodna valovna dolžina plinskega laserja predolga, zato obdelava materiala ni dobra. Zato so bili plinski laserji kmalu izločeni s trga in so se uporabljali le na določenih področjih, kot je lasersko označevanje določenih plastičnih delov.
2, trdni laserklasifikacija: rubin, Nd:YAG itd.;
Delovni material trdnega laserja je rubin, neodimovo steklo, itrijev aluminijev granat (YAG) itd., ki je majhna količina ionov, enakomerno vgrajenih v kristal ali steklo materiala kot matrica, imenovana aktivni ioni.
Trdni laser je sestavljen iz delovne snovi, črpalnega sistema, resonatorja ter sistema za hlajenje in filtriranje. Črni kvadrat na sredini spodnje slike je laserski kristal, ki je videti kot svetlo prozorno steklo in je sestavljen iz prozornega kristala, dopiranega z redkozemeljskimi kovinami. Gre za posebno strukturo atoma redkozemeljske kovine, ki pri osvetlitvi z virom svetlobe tvori inverzijo populacije delcev (preprosto razumite, da se veliko kroglic na tleh potisne v zrak), nato pa pri prehodu delcev oddaja fotone, in ko je število fotonov zadostno, nastane laser. Da bi zagotovili, da se oddajani laser oddaja v eno smer, obstajajo polna zrcala (leva leča) in polodsevna izhodna zrcala (desna leča). Ko laser oddaja in nato skozi določeno optično zasnovo nastane laserska energija.

3, polprevodniški laser
Ko gre za polprevodniške laserje, jih lahko preprosto razumemo kot fotodiodo, v diodi je PN-sprehod, in ko se doda določen tok, se v polprevodniku tvori elektronski prehod, ki sprosti fotone, kar povzroči laser. Ko je laserska energija, ki jo sprosti polprevodnik, majhna, se lahko nizkoenergijska polprevodniška naprava uporabi kot vir črpanja (vir vzbujanja) ...vlakenski laser, tako nastane vlakenski laser. Če moč polprevodniškega laserja še povečamo do te mere, da ga je mogoče neposredno oddajati v obdelovalne materiale, postane direktni polprevodniški laser. Trenutno so direktni polprevodniški laserji na trgu dosegli raven 10.000 vatov.

Poleg zgoraj omenjenih laserjev so ljudje izumili tudi tekoče laserje, znane tudi kot gorivni laserji. Tekoči laserji so po prostornini in delovni snovi bolj kompleksni kot trdni laserji in se redko uporabljajo.