Ang mga unang laser ay lumitaw ilang dekada na ang nakalipas, at hanggang ngayon ang segment na ito ay pino-promote ng pinakamalaking kumpanya. Ang mga developer ay nakakakuha ng higit pang mga bagong feature ng kagamitan, na nagbibigay-daan sa mga user na gamitin ito nang mas epektibo sa pagsasanay.
Ang solid-state ruby laser ay hindi itinuturing na isa sa mga pinaka-promising na device ng ganitong uri, ngunit para sa lahat ng mga pagkukulang nito, nakakahanap pa rin ito ng mga angkop na lugar sa pagpapatakbo.
Pangkalahatang impormasyon
Ang Ruby lasers ay nabibilang sa kategorya ng mga solid-state na device. Kung ikukumpara sa mga katapat na kemikal at gas, mayroon silang mas mababang kapangyarihan. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaiba sa mga katangian ng mga elemento, dahil sa kung saan ang radiation ay ibinigay. Halimbawa, ang parehong mga kemikal na laser ay may kakayahang makabuo ng mga light flux na may lakas na daan-daang kilowatts. Kabilang sa mga tampok na nakikilala ang ruby laser ay isang mataas na antas ng monochromaticity, pati na rin ang pagkakaugnay ng radiation. Bilang karagdagan, ang ilang mga modelo ay nagbibigay ng mas mataas na konsentrasyon ng liwanag na enerhiya sa espasyo, na sapat para sa thermonuclear fusion sa pamamagitan ng pag-init ng plasma gamit ang isang sinag.
Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, saang aktibong daluyan ng laser ay isang ruby crystal, na ipinakita sa anyo ng isang silindro. Sa kasong ito, ang mga dulo ng baras ay pinakintab sa isang espesyal na paraan. Upang ang ruby laser ay makapagbigay ng pinakamataas na posibleng enerhiya ng radiation para dito, ang mga gilid ng kristal ay pinoproseso hanggang sa maabot ang isang plane-parallel na posisyon na may kaugnayan sa bawat isa. Kasabay nito, ang mga dulo ay dapat na patayo sa axis ng elemento. Sa ilang pagkakataon, ang mga dulo, na nagsisilbing salamin sa ilang paraan, ay tinatakpan din ng dielectric film o layer ng pilak.
Ruby laser device
Ang device ay may kasamang chamber na may resonator, pati na rin ang pinagmumulan ng enerhiya na nagpapasigla sa mga atomo ng kristal. Ang isang xenon flash lamp ay maaaring gamitin bilang isang flash activator. Ang pinagmumulan ng liwanag ay matatagpuan sa isang axis ng resonator na may cylindrical na hugis. Sa kabilang axis ay ang ruby element. Bilang panuntunan, ginagamit ang mga tungkod na may haba na 2-25 cm.
Ang resonator ay nagdidirekta ng halos lahat ng liwanag mula sa lampara hanggang sa kristal. Dapat tandaan na hindi lahat ng xenon lamp ay maaaring gumana sa mataas na temperatura, na kinakailangan para sa optical pumping ng kristal. Para sa kadahilanang ito, ang ruby laser device, na kinabibilangan ng xenon light sources, ay idinisenyo para sa tuluy-tuloy na operasyon, na tinatawag ding pulsed. Tulad ng para sa baras, ito ay karaniwang gawa sa artipisyal na sapiro, na maaaring baguhin nang naaayon upang matugunan ang mga kinakailangan sa pagganap para salaser.
prinsipyo ng laser
Kapag ang device ay na-activate sa pamamagitan ng pag-on ng lampara, ang isang inversion effect ay nangyayari sa pagtaas ng antas ng mga chromium ions sa kristal, bilang resulta kung saan ang pagtaas ng avalanche sa bilang ng mga emitted photon ay magsisimula. Sa kasong ito, ang feedback ay sinusunod sa resonator, na ibinibigay ng mga ibabaw ng salamin sa mga dulo ng solid rod. Ito ay kung paano nabuo ang isang makitid na direksyon na daloy.
Ang tagal ng pulso, bilang panuntunan, ay hindi lalampas sa 0.0001 s, na mas maikli kumpara sa tagal ng isang neon flash. Ang enerhiya ng pulso ng isang ruby laser ay 1 J. Tulad ng sa kaso ng mga aparatong gas, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang ruby laser ay batay din sa epekto ng feedback. Nangangahulugan ito na ang intensity ng light flux ay nagsisimulang mapanatili ng mga salamin na nakikipag-ugnayan sa optical resonator.
Laser Modes
Kadalasan, ang isang laser na may ruby rod ay ginagamit sa paraan ng pagbuo ng mga nabanggit na pulso na may millisecond na halaga. Upang makamit ang mas mahabang aktibong oras, pinapataas ng mga teknolohiya ang optical pumping energy. Ginagawa ito sa pamamagitan ng paggamit ng malalakas na flash lamp. Dahil ang patlang ng paglago ng pulso, dahil sa oras ng pagbuo ng isang electric charge sa isang flash lamp, ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang patag, ang operasyon ng ruby laser ay nagsisimula sa ilang pagkaantala sa mga sandali kapag ang bilang ng mga aktibong elemento ay lumampas sa mga halaga ng threshold.
Minsan meron dinpagkagambala sa pagbuo ng salpok. Ang ganitong mga phenomena ay sinusunod sa ilang mga agwat pagkatapos ng pagbaba sa mga tagapagpahiwatig ng kapangyarihan, iyon ay, kapag ang potensyal ng kapangyarihan ay bumaba sa ibaba ng halaga ng threshold. Ang ruby laser ay maaaring theoretically gumana sa isang tuloy-tuloy na mode, ngunit ang naturang operasyon ay nangangailangan ng paggamit ng mas malakas na lamp sa disenyo. Sa totoo lang, sa kasong ito, ang mga developer ay nahaharap sa parehong mga problema tulad ng kapag gumagawa ng mga gas laser - ang kawalan ng kakayahang gumamit ng base ng elemento na may mga pinahusay na katangian at, bilang resulta, nililimitahan ang mga kakayahan ng device.
Views
Ang mga benepisyo ng feedback effect ay pinaka-binibigkas sa mga laser na may non-resonant coupling. Sa ganitong mga disenyo, ang isang elemento ng scattering ay ginagamit din, na ginagawang posible na mag-radiate ng tuloy-tuloy na frequency spectrum. Ginagamit din ang Q-switched ruby laser - ang disenyo nito ay may kasamang dalawang rod, pinalamig at hindi pinalamig. Ang pagkakaiba sa temperatura ay nagpapahintulot sa pagbuo ng dalawang laser beam, na pinaghihiwalay ng wavelength sa mga angstrom. Ang mga beam na ito ay kumikinang sa pamamagitan ng isang pulsed discharge, at ang anggulo na nabuo ng kanilang mga vector ay naiiba sa isang maliit na halaga.
Saan ginagamit ang ruby laser?
Ang ganitong mga laser ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang kahusayan, ngunit ang mga ito ay nakikilala sa pamamagitan ng thermal stability. Tinutukoy ng mga katangiang ito ang mga direksyon ng praktikal na paggamit ng mga laser. Ngayon ginagamit ang mga ito sa paglikha ng holographiya, gayundin sa mga industriya kung saan kinakailangan na magsagawa ng mga operasyonpagsuntok ng mga butas. Ang ganitong mga aparato ay ginagamit din sa mga operasyon ng hinang. Halimbawa, sa paggawa ng mga elektronikong sistema para sa teknikal na suporta ng mga komunikasyon sa satellite. Ang ruby laser ay natagpuan din ang lugar nito sa gamot. Ang aplikasyon ng teknolohiya sa industriyang ito ay muli dahil sa posibilidad ng pagproseso ng mataas na katumpakan. Ang mga naturang laser ay ginagamit bilang kapalit ng mga sterile na scalpel, na nagpapahintulot sa mga operasyong microsurgical.
Konklusyon
Isang laser na may ruby active medium sa isang pagkakataon ang naging unang operating system ng ganitong uri. Ngunit sa pagbuo ng mga alternatibong aparato na may mga tagapuno ng gas at kemikal, naging malinaw na ang pagganap nito ay may maraming mga kawalan. At hindi ito banggitin ang katotohanan na ang ruby laser ay isa sa pinakamahirap sa mga tuntunin ng pagmamanupaktura. Habang tumataas ang mga gumaganang katangian nito, tumataas din ang mga kinakailangan para sa mga elementong bumubuo sa istraktura. Alinsunod dito, tumataas din ang halaga ng device. Gayunpaman, ang pagbuo ng mga modelo ng ruby-crystal laser ay may sariling mga dahilan, na nauugnay, bukod sa iba pang mga bagay, sa mga natatanging katangian ng isang solid-state na aktibong medium.
