Laser მყარი: ოპერაციული პრინციპებს, პროგრამა

ეს სტატია აჩვენებს, თუ რა წყაროებიდან მონოქრომატული რადიაციული და რა უპირატესობა აქვს მყარი სახელმწიფო ლაზერული სხვა სახის. აქ ჩვენ გვეუბნებიან, თუ როგორ არის თაობის თანმიმდევრული რადიაციული, რატომ პულსი მოწყობილობა უფრო ძლიერი, რა არის საჭირო, გრავიურა. არსებობს ასევე განიხილება სამი აუცილებელი ლაზერის ელემენტი და როგორ მუშაობს.

band თეორია

სანამ ჩვენ ვსაუბრობთ, თუ როგორ მოქმედებს ლაზერული (მყარი სახელმწიფო, მაგალითად), თქვენ უნდა განიხილოს ზოგიერთი ფიზიკური მოდელი. სკოლიდან გაკვეთილები ახსოვს, რომ ელექტრონები ბირთვის გარშემო მოწყობილი კონკრეტულ ორბიტაზე და ენერგიის დონეზე. თუ ჩვენს ხელთ არ არის ერთი ატომის, და ბევრი, რომ არის, მიგვაჩნია ნებისმიერი სამგანზომილებიანი სხეული არსებობს, არსებობს ერთი პრობლემა.

მისი თქმით, Pauli პრინციპი, ამ ორგანოს ერთი და იგივე ენერგია შეიძლება იყოს მხოლოდ ერთი ელექტრონი. ამდენად, თუნდაც ყველაზე პატარა მარცვალი შეიცავს დიდი რაოდენობით ატომები. ბუნება იპოვა ამ შემთხვევაში ძალიან მოხდენილი გასასვლელი - ენერგიის ყოველი ელექტრონული ენერგია განსხვავდება მიმდებარე ძალიან პატარა, თითქმის შეუმჩნეველია თანხა. ამ შემთხვევაში ყველა ელექტრონები ერთ დონეზე "დაპრესილი" ერთ ენერგიას band. ტერიტორია, სადაც მდებარეობს ყველაზე შორეულ ძირითადი ელექტრონები, სახელწოდებით valence. დაიცვას მის ტერიტორიაზე აქვს უმაღლესი ენერგია. ეს ელექტრონები თავისუფლად გადაადგილების, და მას უწოდებენ ჩატარების band.

Emission და შთანთქმის

ნებისმიერი ლაზერული (მყარი სახელმწიფო, გაზის, ქიმიური) მუშაობს პრინციპების electron გადასვლას ერთი ზონაში კიდევ ერთი. თუ თქვენი სხეულის ექვემდებარება ნათელი, photon to ელექტრონული იძლევა საკმარისი ძალა, რომ ის იყო მაღალი ენერგიის სახელმწიფო. პირიქით, როდესაც ელექტრონული გადაეცემა ჩატარების band რომ valence, ეს ასხივებს photon. თუ მასალა არის ნახევარგამტარული და იზოლატორში, რომ valence და ჩატარების band გამოყოფილია ინტერვალის რომელშიც არ დონეზე. შესაბამისად, ელექტრონები არ შეიძლება იყოს იქ. ამ ინტერვალში ეწოდება band უფსკრული. იმ შემთხვევაში, თუ photon აქვს საკმარისი ენერგია, ელექტრონები ნახტომის გადავლახოთ ეს ინტერვალით.

თაობის

ოპერაციული პრინციპი მყარი სახელმწიფო ლაზერული ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ ნივთიერების აკრძალული ზონა იქმნება ე.წ. inverted ფენას. Electron სიცოცხლეში ამ დონეზე უფრო მაღალია, ვიდრე ყოფნის დროს ჩატარების band. ამგვარად, გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ის "დაგროვება" ელექტრონები. ეს ეწოდება მოსახლეობის inversion. როდესაც ამ დონის dotted ელექტრონები, ფოტონის აკეთებს სასურველი სიგრძის, ეს იწვევს ერთდროულად თაობის დიდი რაოდენობის იდენტური სიგრძის და ფაზა სინათლის ტალღა. რომ არის, ელექტრონები ზვავი ერთდროულად ადგილზე სახელმწიფო, გამოიმუშავებს სხივი მონოქრომატული ფოტონები საკმარისად მაღალი ძალა. აღსანიშნავია, რომ მთავარი პრობლემა პირველი ლაზერული განვითარების ისეთი ნივთიერებათა კომბინაცია, რომელიც შესაძლებელი იქნება მოსახლეობის inversion ერთი დონეზე. პირველი სამუშაო საშუალო ალუმინის ფოლადის ruby.

შემადგენლობა ლაზერულ

მყარი სახელმწიფო ლაზერულ ძირითადი კომპონენტია განსხვავდება სხვა სახეობები. სამუშაო სითხის, რომელშიც მოსახლეობის ინვერსია ერთ დონეზე, განათებული სინათლის წყაროს. მას უწოდებენ სატუმბი. იგი ხშირ შემთხვევაში შეიძლება ნორმალური ნათურა ან გაზის ჩაშვების მილის. ორი პარალელური გაგრძელების დასასრულს სამუშაო სითხის (მყარი სახელმწიფო ლაზერული კრისტალი ვარაუდობს, გაზი - ვაკუუმი ატმოსფეროს) შექმნას სისტემა სარკეები, ან ოპტიკური რეზონატორი. იგი აგროვებს სხივი მხოლოდ იმ ფოტონები, რომ პარალელურად outlet. Pumped მყარი სახელმწიფო ლაზერები, როგორც წესი, ხდება მეშვეობით ფლეშ ნათურები.

სახის მყარი სახელმწიფო ლაზერები

დამოკიდებულია რეჟიმში ლაზერის სხივი გამომავალი ზღვარის უწყვეტი და pulsed ლაზერები. თითოეული მათგანი გამოიყენება და აქვს საკუთარი მახასიათებლები. ძირითადი განსხვავება - pulsed მყარი სახელმწიფო ლაზერები აქვს უმაღლესი მოცულობა. მას შემდეგ, რაც თითოეული გასროლა ფოტონები, როგორიცაა "პილინგი", მაშინ ერთი პულსი შეუძლია მიიტანოს უმაღლესი ენერგია, ვიდრე უწყვეტი რხევის იმავე პერიოდში. პატარა პულსი, მით უფრო ძლიერი თითოეულ "გასროლა". ამ ეტაპზე, ტექნოლოგიურად შესაძლებელია ავაშენოთ femtosecond ლაზერულ. მისი ერთ-ერთი პულსი გრძელდება დაახლოებით 10 ^-15 წამში. ასეთი დამოკიდებულება უკავშირდება იმ ფაქტს, რომ მოსახლეობის საპირისპირო პროცესებს, როგორც ზემოთ აღწერილი გრძელდება ძალიან მცირე. აღარ უნდა ველოდოთ, სანამ "გადაღება" ლაზერული, უფრო ელექტრონები გვაქვს დრო, რათა დატოვოს ინვერსიული დონეზე. შესაბამისად, შემცირდა კონცენტრაცია და photon ენერგიის გამომუშავება სხივი.

ლაზერული გრავირება

ნიმუშების ზედაპირზე ლითონის და მინის ნივთები გაფორმებული პირის ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ისინი შეიძლება გამოყენებულ მექანიკურად, ქიმიურად ან ლაზერულ. ეს უკანასკნელი მეთოდი არის ყველაზე თანამედროვე. მისი უპირატესობები სხვა მეთოდები ასეთია. მას შემდეგ, რაც პირდაპირ გავლენას სამუშაო ზედაპირზე არ არის, რომ თითქმის შეუძლებელია დაზიანდეს რამ პროცესში გამოყენების ნიმუში ან წარწერა. ლაზერის სხივი წვავს ძალიან ზედაპირული groove: ზედაპირზე ამოტვიფრული რჩება გლუვი და, შესაბამისად, ის არ არის დაზიანებული და გაგრძელდება აღარ. იმ შემთხვევაში, თუ ლითონის ლაზერის სხივი იცვლება ძალიან სტრუქტურა საკითხზე, და სიტყვა არ ქრებოდა მრავალი წლის განმავლობაში. თუ ნივთი გამოიყენება ფრთხილად, არ immerse ეს მჟავა ან დამახინჯება, მაშინ რამდენიმე თაობის ნიმუში ზუსტად შემონახული. ლაზერული გრავირება არის იმისათვის, რომ აირჩიოს მყარი სახელმწიფო გადართვის ორი მიზეზის გამო: პროცესების მყარი უფრო ადვილია, მართვა, და ეს არის ოპტიმალური თანაფარდობა გამომავალი და ფასები.

მონტაჟი

გრავირება, არსებობს სპეციალური ინსტალაცია. გარდა იმისა, რომ პირდაპირი ლაზერული, ისინი შედგება მექანიკური სახელმძღვანელო, რომელშიც ლაზერულ გადადის, და მონიტორინგის მოწყობილობა (კომპიუტერი). ლაზერული მანქანა გამოიყენება მრავალ სექტორში ადამიანის საქმიანობაში. ზემოთ ჩვენ ვისაუბრეთ დეკორატიული ყოველდღიური ნივთები. დარეგისტრირებული დანაჩანგალი, სანთებელები, სათვალეები, საათები დიდი ხნის განმავლობაში დარჩება ოჯახში და შეახსენა ბედნიერი მომენტები.

თუმცა, არა მხოლოდ შიდა, არამედ სამრეწველო საქონელი მოითხოვს ლაზერული გრავირება. დიდი ქარხნები, როგორიცაა საავტომობილო, დეტალებს ავრცელებს დიდი რაოდენობით: ასობით ათასი ან მილიონი. თითოეული ნივთი უნდა იყოს აღნიშნული - როდის და ვინ შექმნა იგი. უკეთესი გზა, ვიდრე ლაზერული გრავირება, რათა იპოვოს არასამთავრობო, გათავისუფლების დროს, მომსახურების ცხოვრებაში ხანგრძლივი იქნება თუნდაც მოძრავი ნაწილები, რომელიც გაიზარდა რისკი abrasion. ლაზერული მანქანა, ამ შემთხვევაში უნდა ხასიათდება მაღალი სიმძლავრის და უსაფრთხოება. მას შემდეგ, რაც ყველა, თუ გრავიურა მინიმუმ ფრაქციას პროცენტი ცვლილება თვისებების ლითონის ნაწილები, იგი სხვანაირად რეაგირებს გარე სტიმული. მაგალითად, შესვენების წერტილი გამოყენების წარწერა. თუმცა, განკუთვნილია შიდა მოხმარებისთვის უფრო მარტივი და იაფია ინსტალაცია.