Ang pangunahing gumaganang bahagi ng anumang aparatong laser ay ang tinatawag na aktibong medium. Ito ay hindi lamang gumaganap bilang isang pinagmumulan ng direktang daloy, ngunit sa ilang mga kaso ay maaaring makabuluhang mapahusay ito. Ito ay tiyak na tampok na ito na mayroon ang mga pinaghalong gas na kumikilos bilang isang aktibong sangkap sa mga pag-install ng laser. Kasabay nito, mayroong iba't ibang mga modelo ng naturang mga aparato, na naiiba sa disenyo at sa mga katangian ng kapaligiran sa pagtatrabaho. Sa isang paraan o iba pa, ang gas laser ay may maraming mga pakinabang na nagbigay-daan dito na magkaroon ng isang malakas na lugar sa arsenal ng maraming pang-industriya na negosyo.
Mga tampok ng pagkilos ng daluyan ng gas
Sa kaugalian, ang mga laser ay nauugnay sa solid at likidong media na nag-aambag sa pagbuo ng isang light beam na may kinakailangang pagganap. Sa kasong ito, ang gas ay may mga pakinabang ng pagkakapareho at mababang density. Ang mga katangiang itopayagan ang laser beam na hindi masira, hindi mawalan ng enerhiya at hindi magkalat. Gayundin, ang gas laser ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pagtaas ng direktiba ng radiation, ang limitasyon nito ay tinutukoy lamang ng diffraction ng liwanag. Kung ikukumpara sa mga solido, ang pakikipag-ugnayan ng mga particle ng gas ay nangyayari nang eksklusibo sa panahon ng banggaan sa ilalim ng mga kondisyon ng thermal displacement. Bilang resulta, ang spectrum ng enerhiya ng tagapuno ay tumutugma sa antas ng enerhiya ng bawat particle nang hiwalay.
Gas laser device
Ang classic na device ng mga naturang device ay nabuo sa pamamagitan ng selyadong tube na may gaseous functional medium, pati na rin ng optical resonator. Ang discharge tube ay karaniwang gawa sa corundum ceramic. Ito ay inilalagay sa pagitan ng isang sumasalamin na prisma at isang salamin sa isang beryllium cylinder. Ang paglabas ay isinasagawa sa dalawang seksyon na may isang karaniwang katod sa direktang kasalukuyang. Ang Tantalum oxide cold cathodes ay kadalasang nahahati sa dalawang bahagi sa pamamagitan ng isang dielectric spacer, na nagsisiguro ng pare-parehong pamamahagi ng mga alon. Gayundin, ang aparato ng gas laser ay nagbibigay para sa pagkakaroon ng mga anod - ang kanilang pag-andar ay ginagampanan ng hindi kinakalawang na asero, na ipinakita sa anyo ng mga vacuum bellow. Nagbibigay ang mga elementong ito ng flexible na koneksyon sa pagitan ng mga tube, prism, at mga may hawak ng salamin.
Prinsipyo sa paggawa
Upang punan ng enerhiya ang aktibong katawan sa gas, ginagamit ang mga electric discharge, na nalilikha ng mga electrodes sa lukab ng tubo ng device. Sa panahon ng banggaan ng mga electron na may mga particle ng gassila ay napukaw. Lumilikha ito ng batayan para sa paglabas ng mga photon. Ang stimulated emission ng light waves sa tube ay tumataas habang dumadaan sila sa gas plasma. Ang mga nakalantad na salamin sa mga dulo ng silindro ay bumubuo ng batayan para sa kagustuhang direksyon ng liwanag na pagkilos ng bagay. Ang isang translucent mirror, na binibigyan ng gas laser, ay pumipili ng isang fraction ng mga photon mula sa directional beam, at ang iba pa sa mga ito ay makikita sa loob ng tube, na pinapanatili ang radiation function.
Mga Tampok
Ang panloob na diameter ng discharge tube ay karaniwang 1.5mm. Ang diameter ng tantalum oxide cathode ay maaaring umabot sa 48 mm na may haba ng elemento na 51 mm. Sa kasong ito, ang disenyo ay nagpapatakbo sa ilalim ng pagkilos ng isang direktang kasalukuyang na may boltahe na 1000 V. Sa helium-neon lasers, ang kapangyarihan ng radiation ay maliit at, bilang panuntunan, ay kinakalkula sa ikasampu ng isang W.
Ang mga modelo ng carbon dioxide ay gumagamit ng mga tubo na may diameter na 2 hanggang 10 cm. Kapansin-pansin na ang isang gas laser na tumatakbo sa tuloy-tuloy na mode ay may napakataas na kapangyarihan. Mula sa punto ng view ng kahusayan sa pagpapatakbo, ang kadahilanan na ito ay minsan ay isang plus, gayunpaman, upang mapanatili ang isang matatag na pag-andar ng mga naturang device, ang matibay at maaasahang mga salamin na may pinahusay na optical properties ay kinakailangan. Bilang isang patakaran, ang mga technologist ay gumagamit ng mga elemento ng metal at sapphire na may gintong paggamot.
Mga uri ng laser
Ang pangunahing klasipikasyon ay nagpapahiwatig ng paghahati ng naturang mga laser ayon sa uri ng pinaghalong gas. Nabanggit na namin ang mga tampok ng mga modelo batay sa isang aktibong katawan ng carbon dioxide, ngunit dinAng ionic, helium-neon at chemical media ay karaniwan. Upang gawin ang disenyo ng aparato, ang mga ion gas laser ay nangangailangan ng paggamit ng mga materyales na may mataas na thermal conductivity. Sa partikular, ginagamit ang mga ceramic-metal na elemento at mga bahagi batay sa beryllium ceramics. Ang helium-neon media ay maaaring gumana sa iba't ibang wavelength sa infrared radiation at sa nakikitang light spectrum. Ang mga resonator mirror ng naturang mga device ay nakikilala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng multilayer dielectric coatings.
Ang Chemical lasers ay kumakatawan sa isang hiwalay na kategorya ng mga gas tube. Kasama rin nila ang paggamit ng mga pinaghalong gas bilang isang gumaganang daluyan, ngunit ang proseso ng pagbuo ng liwanag na radiation ay ibinibigay ng isang kemikal na reaksyon. Iyon ay, ang gas ay ginagamit para sa kemikal na paggulo. Ang mga device ng ganitong uri ay kapaki-pakinabang dahil maaari nilang direktang i-convert ang enerhiya ng kemikal sa electromagnetic radiation.
Paggamit ng mga gas laser
Praktikal na lahat ng laser ng ganitong uri ay lubos na maaasahan, matibay at abot-kaya. Ang mga salik na ito ay humantong sa kanilang malawakang paggamit sa iba't ibang industriya. Halimbawa, ang mga helium-neon device ay nakahanap ng aplikasyon sa leveling at adjustment operations na ginagawa sa mga operasyon ng minahan, sa paggawa ng mga barko, gayundin sa pagtatayo ng iba't ibang istruktura. Bilang karagdagan, ang mga katangian ng helium-neon laser ay angkop para sa paggamit sa pag-aayos ng mga optical na komunikasyon, sa pagbuo ng mga holographic na materyales at quantum gyroscope. Walang pagbubukod sa mga tuntunin ng mga praktikal na benepisyo atargon gas laser, ang application na nagpapakita ng kahusayan sa larangan ng pagproseso ng materyal. Sa partikular, ang mga naturang device ay nagsisilbing tagaputol ng matitigas na bato at metal.
Mga review ng gas laser
Kung isasaalang-alang namin ang mga laser mula sa punto ng view ng mga kapaki-pakinabang na katangian ng pagpapatakbo, napansin ng maraming user ang mataas na directivity at pangkalahatang kalidad ng light beam. Ang ganitong mga katangian ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng isang maliit na proporsyon ng mga optical distortion, anuman ang mga kondisyon ng temperatura sa paligid. Tulad ng para sa mga disadvantages, ang isang malaking boltahe ay kinakailangan upang i-unlock ang potensyal ng gaseous media. Bilang karagdagan, ang isang helium-neon gas laser at mga aparatong batay sa mga pinaghalong carbon dioxide ay nangangailangan ng malaking halaga ng elektrikal na kapangyarihan upang maikonekta. Ngunit, tulad ng ipinapakita ng kasanayan, ang resulta ay nagbibigay-katwiran sa sarili nito. Parehong ginagamit ang mga low-power device at device na may mataas na power potential.
Konklusyon
Ang mga posibilidad ng mga pinaghalong gas-discharge sa mga tuntunin ng paggamit ng mga ito sa mga laser system ay hindi pa rin sapat na pinagkadalubhasaan. Gayunpaman, ang pangangailangan para sa naturang kagamitan ay matagumpay na lumalaki sa loob ng mahabang panahon, na bumubuo ng isang kaukulang angkop na lugar sa merkado. Ang gas laser ay nakatanggap ng pinakamalaking pamamahagi sa industriya. Ginagamit ito bilang isang tool para sa punto at tumpak na pagputol ng mga solidong materyales. Ngunit mayroon ding mga salik na humahadlang sa pagkalat ng naturang kagamitan. Una, ito ay isang mabilis na pagsusuot ng base ng elemento, na binabawasan ang tibay ng mga device. Pangalawa, mayroong mataas na mga kinakailangan para sa pagbibigay ng electric discharge,kailangan para mabuo ang sinag.
