Principer och typer avlaser
Vad är laser?
LASER (Ljusförstärkning genom stimulerad strålningsemission); För att få en bättre uppfattning, ta en titt på bilden nedan:
En atom med en högre energinivå övergår spontant till en lägre energinivå och emitterar en foton, en process som kallas spontan strålning.
Populärt kan förstås som: en boll på marken är dess mest lämpliga position, när bollen trycks upp i luften av en yttre kraft (kallas pumpning), i det ögonblick den yttre kraften försvinner, faller bollen från en hög höjd och frigör en viss mängd energi. Om bollen är en specifik atom, så avger den atomen en foton med en specifik våglängd under övergången.
Klassificering av lasrar
Människor har bemästrat principen för lasergenerering och börjat utveckla olika former av laser, som enligt laserarbetsmaterialet kan delas in i gaslaser, solidlaser, halvledarlaser och så vidare.
1, gaslaserklassificering: atom, molekyl, jon;
Gaslaserns arbetssubstans är gas eller metallånga, vilket kännetecknas av ett brett våglängdsområde för laserutgången. Den vanligaste är en CO2-laser, där CO2 används som arbetssubstans för att generera en infraröd laser på 10,6 µm genom excitation av elektrisk urladdning.
Eftersom gaslaserns arbetssubstans är gas, laserns övergripande struktur är för stor och gaslaserns utgångsvåglängd är för lång, är materialbearbetningsprestandan inte bra. Därför eliminerades gaslasrar snart från marknaden och användes endast inom vissa specifika områden, såsom lasermärkning av vissa plastdelar.
2, solid laserklassificering: rubin, Nd:YAG, etc.;
Arbetsmaterialet i fastfaslasern är rubin, neodymglas, yttriumaluminiumgranat (YAG), etc., vilket är en liten mängd joner som är jämnt införlivade i kristallen eller glasmaterialet som matris, kallade aktiva joner.
Fastfaslasern består av ett arbetssubstans, ett pumpsystem, en resonator och ett kyl- och filtreringssystem. Den svarta fyrkanten i mitten av bilden nedan är en laserkristall, som ser ut som ett ljust transparent glas och består av en transparent kristall dopad med sällsynta jordartsmetaller. Det är den speciella strukturen hos den sällsynta jordartsmetallatomen som bildar en partikelpopulationsinversion när den belyses av en ljuskälla (förstå bara att många bollar på marken trycks upp i luften), och sedan avger fotoner när partiklarna övergår, och när antalet fotoner är tillräckligt bildas en laser. För att säkerställa att den avgivna lasern avges i en riktning finns det helreflekterande speglar (vänster lins) och halvreflekterande utgångsspeglar (höger lins). När lasern avges och sedan genom en viss optisk design bildas laserenergi.
3, halvledarlaser
När det gäller halvledarlasrar kan det enkelt förstås som en fotodiod, det finns en PN-övergång i dioden, och när en viss ström läggs till bildas en elektronisk övergång i halvledaren för att frigöra fotoner, vilket resulterar i en laser. När laserenergin som frigörs av halvledaren är liten kan lågeffektshalvledarkomponenten användas som pumpkälla (excitationskälla) förfiberlaser, så bildas fiberlasern. Om halvledarlaserns effekt ökas ytterligare till den grad att den kan matas ut direkt till bearbetade material, blir den en direkt halvledarlaser. För närvarande har direkta halvledarlasrar på marknaden nått 10 000 wattsnivån.
Utöver de flera ovannämnda lasrarna har man även uppfunnit flytande lasrar, även kända som bränslelasrar. Flytande lasrar är mer komplexa i volym och arbetssubstans än fasta ämnen och används sällan.
Publiceringstid: 15 april 2024