Laser solid: prinsip operasi, aplikasi

Artikel ieu mintonkeun naon nu sumber radiasi monochromatic na naon kaunggulan tina hiji laser solid nangtang leuwih jenis séjén. Di dieu urang téh bébéja kumaha aya generasi radiasi koheren, naha alat pulsa leuwih kuat, naon anu diperyogikeun ukiran. Aya ogé dianggap tilu unsur laser diperlukeun na kumaha gawéna.

téori band

Sateuacan urang ngobrol ngeunaan kumaha carana beroperasi dina laser (kaayaan padet, contona), anjeun kudu mertimbangkeun sababaraha model fisik. Ti palajaran sakola salah emut yén éléktron sabudeureun intina nu disusun dina orbit husus atanapi tingkatan énergi. Mun di urang pembuangan acan hiji atom, sarta pisan, nyaeta, anggap we sagala awakna tilu-dimensi, di dinya aya salah sahiji masalah.

Numutkeun prinsip Pauli, dina awak ieu sareng salah sahiji jeung énergi anu sarua bisa jadi ngan hiji éléktron. Kituna malah gandum pangleutikna ngandung angka nu gede ngarupakeun atom. Alam geus kapanggih dina hal ieu kaluar pisan anggun - énergi unggal énergi éléktron béda ti hiji nu meungkeut sacara langsung, jumlah ampir indiscernible pisan leutik. Dina hal ieu kabeh éléktron tina hiji tingkat "dipencet" kana band énergi tunggal. Wewengkon nu aya lokasina paling jauh tina éléktron core, disebutna valénsi. Tuturkeun aréa dirina ngabogaan energi luhur. Ieu éléktron mindahkeun kalawan bébas, sarta mangka disebut band konduksi.

Émisi sarta diserep

Sagala laser (solid nangtang, gas, kimia) jalan kana prinsip transisi éléktron ti hiji zone jeung nu sejen. Lamun awak anjeun terekspos cahya, nu foton ka éléktron témbong cukup kakuatan ka anjeunna dina kaayaan énérgi leuwih luhur. Sabalikna, nalika hiji éléktron ditransferkeun ti band konduksi mun valénsi, éta emits foton a. Lamun bahan mangrupa semikonduktor atanapi hiji insulator, anu valénsi jeung band konduksi anu dipisahkeun ku hiji interval nu euweuh tingkat. Sasuai, éléktron teu kaci aya. interval ieu disebut celah band. Mun foton ngabogaan énergi cukup, éléktron aing nungkulan interval ieu.

turunan

Prinsip operasi tina laser solid nangtang dumasar kana kanyataan yén zat dina zone dilarang anu dijieun disebut lapisan inverted. hirupna éléktron dina tingkat ieu leuwih luhur batan dina mangsa na tetep di band konduksi. Ku kituna, dina kurun waktu nu tangtu dina eta "ngumpulkeun" éléktron. Ieu disebut inversion populasi. Lamun tingkat ku éléktron dotted, foton pas panjang gelombang nu dimaksud, éta ngabalukarkeun generasi simultaneous tina angka nu gede ngarupakeun panjangna identik jeung fase gelombang cahaya. Hartina, éléktron téh longsoran sadayana sakaligus kana kaayaan taneuh, generating a beam sahiji foton monochromatic kakuatan sahingga tinggi. Ieu kudu dicatet yén masalah utama ngembangkeun laser kahiji éta pikeun manggihan kombinasi sapertos zat nu bakal tiasa inversion populasi salah sahiji tingkat. The gawe munggaran alloy sedeng baja Ruby.

Komposisi laser nu

Padet nangtang laser on komponén utama mah béda ti spésiés lianna. Cairan digawé, numana inversion populasi salah sahiji tingkat, bercahya ku sumber cahaya. Mangka disebut ngompa. eta mindeng tiasa lampu Pijer normal atawa tube ngurangan gas. Dua paralel tungtung dilegaan tina cairan gawé (solid nangtang laser kristal nganggap, gas - atmosfir vacuum) ngabentuk sistem kaca spion, atawa hiji resonator optik. Eta ngumpulkeun dina beam ngan maranéhanana foton anu sajajar jeung outlet di. Ngompa lasers solid nangtang ilaharna lumangsung liwat lampu flash.

Rupa lasers solid nangtang

Gumantung kana modeu ti kaluaran sinar laser ngabedakeun lasers kontinyu sarta pulsed. Tiap di antarana digunakeun sarta boga ciri sorangan. Beda utama - pulsed lasers solid nangtang boga kapasitas nu leuwih luhur. Kusabab pikeun tiap foton shot kawas "piling", lajeng salah pulsa téh bisa nganteurkeun énérgi leuwih luhur ti osilasi kontinyu pikeun periode waktu nu sarua. Leuwih leutik pulsa lasts, beuki kuat tiap "ditembak". Di nu ngomen, nya éta technologically mungkin ngawangun laser femtosecond. Salah sahiji pulsa na lasts ngeunaan 10 ^-15 detik. gumantungna sapertos anu patali jeung kanyataan yen populasi prosés sabalikna sakumaha ditétélakeun di luhur lasts pisan pisan leutik. The panjang kudu antosan saméméh anjeun "némbak" laser, beuki éléktron gaduh waktos ninggalkeun tingkat inverted. Sasuai, ngurangan konsentrasi jeung foton énérgi tina beam output.

laser ukiran

The pola dina beungeut logamna na kaca item dihias jeung kahirupan sapopoé jalma. Éta bisa dilarapkeun mechanically, kimia atawa ku laser. Metodeu dimungkinkeun aya paling modern. Na kaunggulan leuwih métode séjénna saperti kieu. Kusabab dampak langsung dina beungeut gawé teu hadir, éta ampir teu mungkin keur ngaruksak hal dina prosés nerapkeun pola atawa prasasti. Sinar laser kaduruk pisan deet alur: permukaan engraved kalawan tetep halus na, ku kituna, hal henteu ruksak jeung bakal lepas deui. Dina kasus sinar laser logam robah pisan struktur matéri, jeung kecap moal diudar salila sababaraha taun. Lamun hal éta dipaké taliti, ulah neuleumkeun éta dina asam atawa deform, teras sababaraha generasi di pola dinya akurat dilestarikan. Laser ukiran mangrupa pangalusna pikeun milih hiji solid nangtang ngaganti dua alesan: proses dina padet téh gampang pikeun ngatur, sarta éta optimal pikeun babandingan kaluaran jeung harga.

parabot nu geus dipasang di tempatna sarta sadia dipake

Ukiran, aya instalasi husus. Salian laser langsung, maranéhna diwangun ku hiji pituduh mékanis, nu laser belah, sarta alat-alat ngawaskeun (komputer). mesin laser digunakeun dina loba sektor aktivitas manusa. Luhureun urang dikaitkeun decorating barang sapopoé. Didaptarkeun cutlery, lighters, gelas, arloji keur lila bakal tetep aya dina kulawarga jeung bakal ngingetkeun of moments senang.

Sanajan kitu, teu ngan barang domestik tapi ogé industri merlukeun ukiran laser. tatangkalan badag, kayaning otomotif, dileupaskeun wincik angka badag: ratusan rébu atawa jutaan. Unggal item kudu ditandaan - nalika na anu dijieun eta. Cara leuwih hade tinimbang laser ukiran, pikeun manggihan non, waktos siaran, kahirupan jasa bakal lila malah keur bagian pindah, anu ngaronjat résiko abrasion. mesin laser, dina hal ieu kudu dicirikeun ku kapasitas tinggi jeung kaamanan. Barina ogé, lamun dina ukiran sahanteuna hiji fraksi parobahan persen sipat sésa logam, eta bisa meta béda jeung rangsangan éksternal. Contona, putus di point of aplikasi tina prasasti. Sanajan kitu, cocog pikeun pamakéan domestik basajan tur instalasi langkung mirah.