Ruby laser: prinsipyo ng operasyon

Ang unang lasers nagpakita ng ilang dekada ang nakalipas, at segment na ito ay lumilipat sa pinakamalaking kompanya ng araw na ito. Mga Nag-develop makakuha ng lahat ng mga bagong kalidad ng mga kagamitan, na nagpapahintulot sa mga user upang mahusay na ilapat ang mga ito sa kasanayan.

Solid-estado laser ruby ay hindi itinuturing na isa sa mga pinaka-advanced na mga aparato na may ganitong uri, ngunit para sa lahat ng kanyang mga faults, siya pa rin ang hinahanap ng niche sa operasyon.

Pangkalahatang-ideya

Ruby lasers ay nabansagang device solid-estado. Kumpara sa kemikal at gas analogues mayroon silang isang mas mataas na kapasidad. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga pagkakaiba sa mga katangian ng ang mga elemento sa pamamagitan ng na radiation ay ibinigay. Halimbawa, ang parehong lasers kemikal na may kakayahang na bumubuo ng isang makinang pakilusin output ng daan-daang kilowatts. Kabilang sa mga tampok na makilala ang mga rubi laser, tandaan ang mataas na antas ng monochromaticity at pagkakaugnay-ugnay ng radiation. Higit pa rito, ang ilang mga modelo magbigay ng isang mas mataas na konsentrasyon ng liwanag enerhiya sa espasyo, na kung saan ay sapat na upang magsagawa ng fusion sa pamamagitan ng pag-init ng plasma beam.

Bilang ang pangalan ay nagpapahiwatig, bilang isang laser aktibong medium ay gumaganap ruby crystal iniharap sa anyo ng isang silindro. Kapag ito ay nagtatapos ng baras ay makintab sa isang espesyal na paraan. Upang ruby laser ay maaaring magbigay ng pinakamataas na posibleng radiation enerhiya para sa mga ito, ang panig ng kristal ay naproseso hanggang umabot sa eroplanong-parallel posisyon na kamag-anak sa bawat isa. Kasabay nito, ang mga dulo ay dapat na patayo sa axis ng elemento. Sa ilang mga kaso, ang mga dulo project medyo mirrors karagdagang sakop na may isang dielectric pelikula o isang silver layer.

Patakaran ng pamahalaan ruby lasers

Ang instrumento ay binubuo ng isang risoneytor silid, at isang enerhiya source, na excites ang atoms ng mga kristal. Ang xenon flash lampara ay maaaring gamitin bilang ang flash activator. Ang liwanag na pinagmulan ay nakaayos kasama ang isa axis ng risoneytor pagkakaroon ng isang cylindrical hugis. Sa kabilang axis ruby element ay matatagpuan. Kadalasan ginagamit 2-25 cm ang haba rods.

Risoneytor halos lahat ng ilaw mula sa lampara ay itinuro papunta sa kristal. Dapat ito ay nabanggit na sa mataas na temperatura, na kung saan ay kinakailangan para sa optical pumping ng kristal, ay magagawang upang gumana, hindi lahat ng xenon lamp. Para sa kadahilanang ito, ang isang ruby laser aparato, na kung saan ay binubuo ng mga pinagmumulan ng liwanag sa batayan ng xenon, kinakalkula sa isang tuloy-tuloy na mode ng operasyon, na kung saan ay tinatawag din ng isang pulse. Patungkol sa baras, kadalasan ito ay gawa sa artipisyal na sapphire na maaaring suitably mabago sa pamamagitan ng ang mga kinakailangan sa pagpapatakbo sa laser.

Ang prinsipyo ng operasyon ng laser

Kapag-activate ang aparato sa pamamagitan ng pagsasama lampara pagbabaligtad epekto ay nangyayari sa pagtaas ng antas ng kromo ions sa kristal, na nagreresulta sa pagtaas ng avalanche ay nagsisimula ang bilang ng mga emitted photons. Kapag ito ay nangyayari sa risoneytor feedback na ibinigay ng mirror ibabaw sa dulo ng solid core. Kaya doon ay isang pokus na output stream.

Ang pulso tagal, karaniwang hindi mas malaki kaysa sa 0.0001 sa na mas maikling tagal ng pagkilos kumpara sa isang neon flash. Pulsed laser enerhiya ay ruby 1 J. Tulad ng sa kaso ng mga aparatong gas, ang mga prinsipyo ng konstruksiyon ng isang ruby laser at ang feedback epekto. Ito ay nangangahulugan na ang intensity ng light flux ay nagsisimula upang maging pinananatili sa pamamagitan ng ang mga salamin, nakikipag-ugnayan sa isang optical risoneytor.

Mode ng operasyon ng laser

Sa karamihan ng mga kaso, ang isang ruby laser baras na ginamit sa sinabi bumubuo mode pulses bawat millisecond magnitude. Upang makamit ang isang mas mahabang teknolohiya time na aktibidad ay nagdaragdag ng enerhiya ng optical pumping. Ito ay ginagawa sa pamamagitan ng paggamit ng mataas na kapangyarihan pulsed lamp. Dahil ang patlang na tibok tumaas dahil sa ang panahon ng bumubuo ng electric singil sa flash tube, nailalarawan sa pamamagitan ng flat, rubi laser operasyon ay nagsisimula sa isang tiyak na pagka-antala sa mga oras kapag ang bilang ng mga aktibong elemento ay lumampas sa limitasyon ng halaga.

Minsan may mga detalyadong paglilista at pulse henerasyon. Ang nasabing phenomena ay sinusunod sa mga regular na pagitan matapos ang pagbaba ng mga rate ng kapangyarihan, iyon ay, kapag ang kapangyarihan kapasidad ay bumaba sa ibaba ang threshold. Ang ruby laser ay maaaring theoretically nagpapatakbo sa isang tuloy-tuloy na mode, ngunit ang operasyon na ito ay nangangailangan ng isang disenyo ng mas malakas na lamp. Sa totoo lang, sa kasong ito, ang mga developer ay nahaharap na may parehong problema tulad ng sa paglikha ng gas lasers - unreasonableness application element base na may pinahusay na mga katangian at bilang isang resulta, ang mga kakayahan paghihigpit aparato.

uri

Ang mga benepisyo ng feedback epekto ay pinaka-malinaw na ipinahayag sa lasers na may nonresonant pagkabit. Sa naturang mga disenyo, ang mga karagdagang Diffusing elemento ay inilalapat, na kung saan ay nagbibigay-daan upang naglalabas ng isang tuloy-tuloy na dalas ng spectrum. ginagamit din ruby laser na may isang Q-inililipat - dalawang mga pin ay kasama sa kaayusan nito, cooled at uncooled. Ang temperatura pagkakaiba ay nagbibigay-daan sa pagbuo ng dalawang beams ng laser, na kung saan ay hinati sa pamamagitan ng isang haba ng daluyong sa angstroms. Ang mga ray lumiwanag pulsed paglabas, at ang anggulo nabuo sa pamamagitan ng vectors ng iba't ibang maliliit na halaga.

Saan ginagamit ruby laser?

Ang ganitong mga lasers ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang kahusayan, subalit magkaiba ang thermal paglaban. At ang mga katangian ay dahil sa ang direksyon ng praktikal na paggamit ng lasers. Ngayon sila ay ginagamit sa paglikha ng mga holograpya, at sa mga industriya na nangangailangan ng mataas na precision punching magsagawa ng mga pagpapatakbo hole. Ang nasabing mga aparato ay ginagamit sa welding operasyon. Halimbawa, sa paggawa ng mga electronic system para sa logistik ng satellite komunikasyon. Sa gamot, natagpuan din ng paraan ruby laser. Ang paggamit ng teknolohiya sa industriya sa sandaling muli dahil sa ang posibilidad ng high-precision processing. Ang ganitong mga lasers ay ginagamit bilang isang kapalit para baog scalpels na gumaganap microsurgical pagpapatakbo.

konklusyon

Ruby laser na may isang aktibong daluyan sa angkop na panahon ang naging unang tumatakbo ng ganitong uri ng sistema. Ngunit sa pag-unlad ng mga alternatibong mga aparato na may gas at kemikal excipients ito ay naging maliwanag na ang pagganap nito ay may maraming mga drawbacks. At hindi iyon banggitin ang katunayan na ang ruby laser ay isa sa mga pinakamahirap na sa mga tuntunin ng manufacturing. Gamit ang pagtaas nito workability at sa mga iniaatas upang ang mga elemento constituting ang istraktura. Alinsunod dito, ang produksyon gastos ay nagdaragdag at ang aparato. Gayunpaman, ang pag-unlad ng mga modelo laser sa ruby kristal ay base sa kanyang nakakonekta, ilibing alia, na may mga natatanging katangian ng isang solid-estado aktibong medium.