Principi i vrstelaser
Što je laser?
LASER (Pojačavanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja); Za bolju predodžbu pogledajte sliku ispod:
Atom na višoj energetskoj razini spontano prelazi na nižu energetsku razinu i emitira foton, proces koji se naziva spontano zračenje.
Popularno se može shvatiti kao: lopta na tlu je njen najpogodniji položaj, kada je lopta gurnuta u zrak vanjskom silom (tzv. pumpanje), u trenutku kada vanjska sila nestane, lopta pada s velike visine i oslobađa određenu količinu energije. Ako je lopta određeni atom, tada taj atom emitira foton određene valne duljine tijekom prijelaza.
Klasifikacija lasera
Ljudi su savladali princip generiranja lasera i počeli razvijati različite oblike lasera, a ako se klasificiraju prema radnom materijalu lasera, mogu se podijeliti na plinski laser, laser na čvrstom stanju, poluvodički laser itd.
1, klasifikacija plinskog lasera: atom, molekula, ion;
Radna tvar plinskog lasera je plin ili metalna para, koja se odlikuje širokim rasponom valnih duljina laserskog izlaza. Najčešći je CO2 laser, u kojem se CO2 koristi kao radna tvar za generiranje infracrvenog lasera od 10,6 μm pobuđivanjem električnog pražnjenja.
Budući da je radna tvar plinskog lasera plin, ukupna struktura lasera je prevelika, a izlazna valna duljina plinskog lasera je preduga, performanse obrade materijala nisu dobre. Stoga su plinski laseri ubrzo uklonjeni s tržišta i korišteni su samo u određenim specifičnim područjima, poput laserskog označavanja određenih plastičnih dijelova.
2, čvrsti laserklasifikacija: rubin, Nd:YAG, itd.;
Radni materijal lasera u čvrstom stanju je rubin, neodimsko staklo, itrijev aluminijev granat (YAG) itd., što je mala količina iona jednoliko ugrađenih u kristal ili staklo materijala kao matrice, nazvanih aktivni ioni.
Čvrsti laser sastoji se od radne tvari, sustava za pumpanje, rezonatora te sustava za hlađenje i filtriranje. Crni kvadrat u sredini slike ispod je laserski kristal, koji izgleda kao prozirno staklo svijetle boje i sastoji se od prozirnog kristala dopiranog rijetkim zemnim metalima. To je posebna struktura atoma rijetkog zemnog metala koja formira inverziju populacije čestica kada je osvijetljena izvorom svjetlosti (jednostavno shvatite da se mnoge kuglice na tlu guraju u zrak), a zatim emitira fotone kada čestice prijelaze, a kada je broj fotona dovoljan, formira se laser. Kako bi se osiguralo da se emitirani laser emitira u jednom smjeru, postoje potpuna zrcala (lijeva leća) i polureflektirajuća izlazna zrcala (desna leća). Kada laser emitira, a zatim prolazi kroz određeni optički dizajn, formira se laserska energija.
3, poluvodički laser
Kad su u pitanju poluvodički laseri, to se jednostavno može shvatiti kao fotodioda, u diodi postoji PN spoj, i kada se doda određena struja, u poluvodiču se formira elektronički prijelaz koji oslobađa fotone, što rezultira laserom. Kada je laserska energija koju oslobađa poluvodič mala, poluvodički uređaj male snage može se koristiti kao izvor pumpe (izvor pobude)vlaknasti laser, pa se formira vlaknasti laser. Ako se snaga poluvodičkog lasera dodatno poveća do te mjere da se može izravno slati na obrađene materijale, on postaje izravni poluvodički laser. Trenutno su izravni poluvodički laseri na tržištu dosegli razinu od 10 000 vata.
Osim nekoliko gore navedenih lasera, ljudi su izumili i tekuće lasere, poznate i kao gorivni laseri. Tekući laseri su složeniji po volumenu i radnoj tvari od krutih tvari i rijetko se koriste.
Vrijeme objave: 15. travnja 2024.