Руби ласер: принцип рада

Први ласери су се појавили пре неколико деценијаназад, и до данас овај сегмент промовирају највеће компаније. Програмери добијају све нове особине опреме, омогућавајући корисницима да га ефикасније користе у пракси.

Солид-стате ласерски Руби није сматра једним од најнапреднијих уређаја овог типа, али поред свих својих мана, он је и даље налази нишу у раду.

Опште информације

Руби ласери спадају у категоријусолид стате уређаји. У поређењу са хемијским и гасним аналогама, они имају мање снаге. Ово се објашњава разликом у карактеристикама елемената, због чега се обезбеђује радијација. На пример, исти хемијски ласери су способни да генеришу светлосне флуксе на стотине киловата. Међу особинама које разликују руби ласер, постоји висок степен монохроматичности, као и кохерентност зрачења. Поред тога, неки модели дају повећану концентрацију светлосне енергије у простору, што је довољно за реализацију термонуклеарног фузије загревањем плазме са гредом.

Као што назив каже, као активни медијЛасер је представљен руби кристалом, представљеним у облику цилиндра. Конци штапа су полирани на посебан начин. За руби ласер да би могли обезбедити максималну могућу зрачну енергију за њу, стране кристала се обрађују док се паралелно-паралелна позиција не постигне релативно једни према другима. Истовремено, крајеви треба да буду окомито према оси елемента. У неким случајевима, крајеви, који су на неки начин огледали, додатно су прекривени диелектричним филмом или слојем сребра.

Уређај руби ласера

Уређај садржи камеру са резонатором итакође извор енергије која узбуђује атоме кристала. Као активатор блица, може се користити ксенонска лампа. Извор светлости налази се дуж једне оси резонатора, који има цилиндрични облик. На другој оси је руби елемент. По правилу се користе шипке дужине 2-25 цм.

Ресонатор скоро сву светлост од лампицешаље кристал. Треба напоменути да у условима високих температура, које су потребне за оптичко пумпање кристала, не могу радити све ксенонске лампе. Из тог разлога, ласерски уређај руби, који укључује ксенонске базиране изворе светлости, израчунава се за континуирани начин рада, који се такође зове импулс. Што се тиче шипке, обично је направљен од вјештачког сафира, који се може адекватно модифицирати за оперативне захтјеве ласера.

Принцип ласерског рада

Када се уређај активира укључивањем лампицеефекат инверзије се јавља са порастом нивоа хромових јона у кристалу, због чега почиње повећање броја пламена броја емитованих фотона. У овом случају се на резонатору примећује инверзна веза, коју обезбеђују површине огледала на крајевима чврстог штапа. Тако се развија уски ток.

Трајање импулса, по правилу, нијепрелази 0.0001 с, што је краће у односу на трајање дејства неонског блица. Енергија импулса руби ласера ​​је 1 Ј. Као иу случају гасних уређаја, принцип рада руби ласера ​​такође се заснива на ефектима повратне спреге. То значи да интензитет светлосног флукса почиње да буде подржан од стране огледала у интеракцији са оптичким ресонатором.

Ласерски начини рада

Најчешће се користи ласер са ручним штапому начину формирања поменутих импулса величине у милисекунди. Да би се постигло дуже време рада, технологи повећавају енергију оптичког пумпања. Ово се ради помоћу моћних фласх лампи. Од поља импулса раста због времена формирања наелектрисање у фласх цеви, карактерише равна, руби ласер рад почиње са одређеним закашњењем у време када је број активних елемената прелази граничну вредност.

Понекад постоје поремећаји у генерацији импулса. Такви појаве се посматрају у одређеним интервалима након смањења индикатора снаге, односно када се енергетски потенцијал пада испод граничне вриједности. Теоретски, руби ласер може да ради у континуираном режиму, али такав рад захтева употребу снажнијих лампи у дизајну. Заправо, у овом случају, програмери су суочени са истим проблемима као код креирања гасних ласера ​​- неупотребљивост коришћења елемента са повећаним карактеристикама и, као резултат, ограничавајући могућности уређаја.

Врсте

Користан ефекат повратне спреге је најживијисе изражава у ласерима са нерезонантним спајањем. У таквим конструкцијама додатно се примењује елемент распршивања, који дозвољава зрачење континуираног фреквенцијског спектра. Користи се и руби ласер са модулираним К-фактором - његова структура укључује две шипке, охлађена и нехлађена. Разлика у температури омогућава да се формирају два ласерска греда која су одвојена дуж таласне дужине помоћу ангстромова. Ови зраци сијају кроз импулсни пражњење, а угао формиран од њихових вектора разликује се за малу вриједност.

Где се руби ласер користи?

Такви ласери карактеришу ниске вредностикоефицијент ефикасности, али се разликују у термичкој стабилности. Ове квалитете одређују правце практичне употребе ласера. Данас се користе у стварању холографије, као иу индустријама у којима је неопходно извршити операције пробијања за високе прецизне рупе. Користите такве уређаје у операцијама заваривања. На пример, у производњи електронских система за техничку подршку сателитских комуникација. У медицини, руби ласер је такође пронашао своје место. Примена технологије у овој индустрији поново објашњава могућност обраде високе прецизности. Такви ласери се користе као замена за стерилне скалпеле, који омогућавају извођење микрохируршких операција.

Закључак

Ласер са активним медијумом руби у свом временупостао је први оперативни систем овог типа. Али, као развој алтернативних уређаја са гасним и хемијским пуњењем, постало је очигледно да његов учинак има много недостатака. А ово не треба поменути да је руби ласер један од најтежих у погледу производње. С обзиром на повећање његових радних карактеристика, то захтева и елементе који чине структуру. Сходно томе, трошкови уређаја такође се повећавају. Међутим, развој модела ласера ​​заснован на рубинском кристалу има своје базе, који се, између осталог, односе на јединствене квалитете активног медија солидног стања.