Ruby laser: Princip

De första lasrar dök upp för några decennier sedan, och detta segment går de största företagen i dag. Utvecklare får alla nya kvalitet utrustning, så att användarna kan effektivt tillämpa den i praktiken.

Solid-state laser ruby inte anses vara en av de mest avancerade anordningar av denna typ, men för alla sina brister, fortfarande finner han nisch i drift.

översikt

Rubinlasrar klassificeras som fast-tillståndsanordningar. Jämfört med kemiska och gas analoger de har en mindre hög kapacitet. Detta förklaras av skillnaden i egenskaperna för elementen genom vilken strålning är tillhandahållet. Till exempel, samma kemiska lasrar med förmåga att bilda ett ljusflöde utmatning av hundratals kilowatt. Bland de funktioner som skiljer ruby laser, notera den höga graden av monochromaticity och samstämmigheten strålningen. Vidare har vissa modeller ger en ökad koncentration av ljusenergi i rymden, vilket är tillräckligt för att genomföra fusion genom upphettning av plasmastrålen.

Som namnet antyder, som en laser aktivt medium fungerar ruby kristall presenteras i form av en cylinder. När det slutar av staven poleras på ett speciellt sätt. Med ruby laser skulle kunna tillhandahålla den maximalt möjliga strålningsenergi för det, är sidorna på kristallen behandlas förrän den når planparallella position i förhållande till varandra. På samma gång, måste ändarna vara vinkelrätt mot axeln hos elementet. I vissa fall, ändarna utskjutande något speglar täckt ytterligare med en dielektrisk film eller ett silverskikt.

Apparater ruby lasrar

Instrumentet innefattar en resonator kammare, och en energikälla, som exciterar atomerna i kristallen. Den xenonblixtlampa kan användas som blixt aktivator. Ljuskällan är anordnad längs en axel i resonatorn som har en cylindrisk form. På den andra axeln rubin element är placerat. Används i allmänhet 2-25 cm långa stavar.

Resonator praktiskt taget allt ljus från lampan riktas på kristallen. Det bör noteras att vid förhöjda temperaturer, som krävs för den optiska pumpningen av kristallen, kan arbeta, inte alla xenonlampor. Av denna anledning, en rubinlaseranordning, som är sammansatt av ljuskällorna på grundval av xenon, beräknat på en kontinuerlig driftssätt, som också kallas en puls. Med avseende på stången, är det vanligtvis gjort av artificiell safir som lämpligen kan modifieras genom de operativa kraven till lasern.

Principen för driften av lasern

Vid aktivering av anordningen genom att inkludera lampan inversions effekt uppstår med ökande nivåer av kromjoner i kristallen, vilket resulterar i ökning av lavin börjar antalet emitterade fotonerna. När detta inträffar i resonatorn feedback från spegelytorna vid ändarna av fast kärna. Därför finns det en fokuserad utmatningsström.

Pulsvaraktigheten, vanligen ej större än 0,0001 till att kortare verkningstid jämfört med en neon blixt. Pulsad laserenergi är ruby 1 J. Som i fallet med gas-enheter, principen för konstruktionen av en rubinlaser och återkopplingseffekt. Detta innebär att intensiteten hos ljusflödet börjar att upprätthållas av speglarna, interagera med en optisk resonator.

Driftsmoder för lasern

I de flesta fall, en rubin laserstaven används i nämnda formningsläge pulser per millisekund magnitud. Att uppnå en längre tid aktivitet teknik ökar energin i den optiska pumpnings. Detta sker med hjälp av hög effekt pulsade lampor. Eftersom fältpuls upphov grund av att tid att bilda den elektriska laddningen i blixtröret, som kännetecknas av platt, börjar rubinlaserdrift med en viss fördröjning vid tidpunkter när antalet aktiva ämnen överstiger tröskelvärdet.

Ibland finns uppdelningar och pulsgenerering. Sådana fenomen observeras med jämna mellanrum efter att sänka strömhastigheter, det vill säga när strömmen kapaciteten faller under tröskelvärdet. Ruby laser kan teoretiskt fungera på ett kontinuerligt sätt, men denna operation kräver en design av mer kraftfulla lampor. Faktiskt, i detta fall, är utvecklarna inför samma problem som i skapandet av gaslasrar - unreasonableness appliceringselementet bas med förbättrade egenskaper och som ett resultat, de restriktions enhetens funktioner.

typer

Fördelarna med feedback effekten tydligast uttryckt i lasrar med icke-resonant koppling. I sådana konstruktioner, är ytterligare spridningselementet anbringas, vilket gör det möjligt att avge ett kontinuerligt frekvensspektrum. används också ruby laser med en Q-switchad - två stift ingår i dess struktur, kyldes och okyld. Temperaturskillnaden medger bildning av två laserstrålar, som är indelade av en våglängd i ångström. Dessa strålar lysa pulsad urladdning, och den vinkel som bildas av vektorerna olika litet värde.

Där används ruby laser?

Sådana lasrar kännetecknas av låg effektivitet, men olika termisk resistans. Och dessa egenskaper beror på riktningen för praktisk användning av lasrar. Idag används i skapandet av holografi och i branscher som kräver hög precision stans utföra operationer hål. Sådana anordningar används i svetsoperationer. Till exempel vid tillverkning av elektroniska system för logistiken för satellitkommunikation. Inom medicinen fann också sin väg ruby laser. Användningen av teknik i branschen återigen på grund av möjligheten av hög precision bearbetning. Sådana lasrar används som ett substitut för sterila skalpeller som utför mikrooperationer.

slutsats

Rubinlaser med ett aktivt medium i sinom tid blev den första driften av denna typ av system. Men med utvecklingen av alternativa enheter med gas och kemiska hjälpämnen blev det uppenbart att dess prestanda har många nackdelar. Och det är inte nämna det faktum att ruby laser är en av de svåraste när det gäller tillverkning. Med ökande dess bearbetbarhet och ökade krav på de element som bildar strukturen. Följaktligen produktions kostnadsökningar och anordningen. Men utvecklingen av lasermodeller på ruby kristall har sin bas ansluten bl.a. med de unika egenskaperna hos en solid-state aktivt medium.