Lasertegnologie het vanuit alle aspekte mense se lewens betree, maar daar is baie soorte laseropwekkers, elk met verskillende golflengtes en verskillende eienskappe, so die toepassingsvelde verskil ook. Ek glo dat die meeste mense 'n bietjie van 'n hoofpyn voel in die aangesig van die ingewikkelde tipes lasergenerators. Daarom som hierdie artikel op en verduidelik die kenmerke en praktiese toepassings van verskeie tipes lasergenerators een vir een.
Volgens verskillende werkende media word laseropwekkers in 6 tipes verdeel: vastestof-, gas-, kleurstof-, diode-, vesel- en vryelektronlaseropwekkers. Onder hulle is daar baie onderafdelings van vastestof- en gaslasers. Behalwe vir vryelektronlasers, is die basiese werkbeginsels van verskeie lasers dieselfde, insluitend pompbron, optiese resonator en versterkingsmedium.
Solid State Laser Generator
In vastestoflasergenerators word lig oor die algemeen as die pompbron gebruik, en die kristal of glas wat lig kan opwek, word werkmateriaal genoem. Die materiaal is saamgestel uit 'n matriks en 'n geaktiveerde ioon. Die matriksmateriaal verskaf 'n geskikte bestaan en werksomgewing vir die geaktiveerde ioon, en die geaktiveerde ioon voltooi die lasergenereringsproses. Aktiewe ione wat algemeen gebruik word, is hoofsaaklik oorgangsmetaalione, soos chroom, kobalt, nikkel en ander ione en seldsame aardmetaalione, soos neodymiumione. Die spieëls wat met diëlektriese films bedek is, word as resonatorspieëls gebruik, waarvan een 'n vol spieël is en die ander 'n halwe spieël. Wanneer verskillende geaktiveerde ione, verskillende matriksmateriale en verskillende golflengtes van ligopwekking gebruik word, sal verskeie lasers van verskillende golflengtes uitgestraal word.
Die lasergolflengte-uitset deur die robyn-lasergenerator is 694.3nm, en die foto-elektriese omskakelingskoers is laag, slegs 0.1%. Sy fluoresserende lewe is egter lank, wat bevorderlik is vir energieberging, en dit kan hoë polspiekkrag lewer. Die laser wat deur 'n robynstaaf met 'n dikte van 'n penkern en 'n lang vinger gegenereer word, kan maklik die ysterplaat binnedring. Voor die opkoms van meer doeltreffende YAG-laserstelsels, is robyn-laserstelsels wyd gebruik in laser sny en boor. Boonop word 694nm-lig maklik deur melanien geabsorbeer, dus word robynlasers ook gebruik in die behandeling van gepigmenteerde letsels (velkolle).
As gevolg van sy kristal-eienskappe het die Ti:Sapphire-lasergenerator 'n wye verstelbare reeks (dit wil sê die verstelbare golflengtereeks), en kan lig met 'n golflengte van 660nm-1200nm uitstuur soos nodig. Tesame met die volwassenheid van frekwensieverdubbelingstegnologie (wat die frekwensie van lig kan verdubbel, dit wil sê die golflengte halveer), kan die golflengtereeks tot 330nm-600nm uitgebrei word. Titaansaffier-laserstelsels word gebruik in femto2nd-spektroskopie, nie-lineêre optika-navorsing, generering van wit lig, generering van terahertz-golwe, ens., en het ook toepassings in mediese skoonheid.
YAG is die afkorting van yttrium aluminium granaat, wat tans die mees uitstekende laser kristal matriks is. Nadat dit met neodymium (Nd) gedoteer is, kan dit uitset 1064nm lig, en die maksimum deurlopende uitsetkrag kan 1000w bereik. In die vroeë dae is 'n inerte gasflitslamp as die pompbron gebruik, maar die flitslamppompmetode het 'n wye spektrale omvang, swak saamval met die absorpsiespektrum van die versterkingsmedium, en 'n groot termiese las, wat 'n lae foto-elektriese omskakelingskoers tot gevolg het. So nou met behulp van LD (Laser Diode) pomp, kan hoë doeltreffendheid, hoë krag en lang lewe bereik word. Nd:YAG-laseropwekkers kan gebruik word in die behandeling van hemangiome en inhibeer tumorgroei. Die termiese skade aan die weefsel is egter nie-selektief. Terwyl die bloedvate van die gewas koaguleer, sal die oortollige energie ook die omliggende normale weefsel beskadig, en dit is maklik om letsels na die operasie te laat. Daarom word Nd:YAG laser meestal gebruik in chirurgie, ginekologie, ENT, en minder in dermatologie.
Yb: YAG, Ytterbium (Yb) word in YAG gedoteer, wat lig van 1030nm kan uitstuur. Die pompgolflengte van Yb:YAG is 941nm, wat baie naby aan die uitsetgolflengte is, wat 'n pompkwantumdoeltreffendheid van 91.4% kan bereik, en die hitte wat deur die pomp gegenereer word, word tot binne onderdruk 10% (die meeste van die insetenergie word omgeskakel in uitset die energie, waarvan 'n klein deel hitte word, beteken dat die omskakelingsdoeltreffendheid baie hoog is), wat 25% tot 30% van Nd:YAG. Yb:YAG het een van die aantreklikste vastestoflasermedia geword, en LD-gepompte hoëkrag-Yb:YAG-vastestoflaseropwekkers het 'n nuwe navorsingsbrandpunt geword, en word beskou as een van die ontwikkelingshoë-doeltreffende, hoë-krag vastestoflaseropwekkers hoofrigting.
Benewens die bogenoemde twee, kan YAG ook gedoteer word met holmium (Ho), erbium (Er), ens. Ho:YAG produseer oog-veilige 2097nm en 2091nm lasers, hoofsaaklik vir optiese kommunikasie, radar en mediese toepassings. Er:YAG gee lig van 2.9 μm uit, en die menslike liggaam het 'n hoë absorpsietempo van hierdie golflengte, wat groot toepassingspotensiaal vir laserchirurgie en vaskulêre chirurgie het.
Gas Laser Generator
Gaslaseropwekkers is laserstelsels wat gas as 'n winsmedium gebruik, wat gewoonlik gasontladings pomp. Die soorte gasse sluit in atoomgasse (helium-neon, edelgasioon en metaaldamp), molekulêre gasse (stikstof en koolstofdioksied), eksimergasse, en word deur chemiese reaksies verskaf.
Die HeNe lasergenerator (HeNe) gebruik 'n mengsel van 75% of meer He en 15% of minder Ne as die versterkingsmedium. Afhangende van die werksomgewing, kan dit groen (543.5nm), geel (594.1nm), oranje (612.0nm), rooi (632.8nm) en 3 soorte naby-infrarooi lig (1152nm, 1523nm en 3391nm) uitstraal, waarvan rooi lig die algemeenste (632.8) gebruik word. Die straaluitset deur die HeNe lasergenerator het 'n Gaussiese verspreiding, en die straalkwaliteit is baie stabiel. Alhoewel die krag nie hoog is nie, het dit 'n goeie prestasie op die gebied van presisiemeting.
Die algemene edelgaslaseropwekkers is argonione (Ar+) en kriptonione (Kr+). Die energie-omskakelingskoers kan tot 0.6% bereik, en dit kan voortdurend en stabiel krag van 30-50w vir 'n lang tyd lewer, en sy lewensduur oorskry 1000h. Word hoofsaaklik gebruik in laservertoning, Raman-spektroskopie, holografie, nie-lineêre optika en ander navorsingsvelde, sowel as mediese diagnose, drukkleurskeiding, metrologiese materiaalverwerking en inligtingverwerking.
Metaaldamplaseropwekkers neem koperdamp as 'n voorbeeld. Die koperdamplasergenerator gee hoofsaaklik groen lig (510.5nm) en geel lig (578.2nm) uit, wat 'n gemiddelde krag van 100w en 'n piekkrag van 100kw kan bereik. Die hooftoepassingsgebied daarvan is die pompbron van kleurstoflaseropwekkers. Daarbenewens kan dit ook gebruik word vir hoëspoedflitsfotografie, grootskermprojeksie-TV en materiaalverwerking.
Die stikstofmolekulêre lasergenerator gebruik stikstof as die winsmedium, wat ultravioletlig van 337.1 nm, 357.7 nm en 315.9 nm kan uitstraal, en die piekkrag kan 45kw bereik. Dit kan as 'n pompligbron vir organiese kleurstoflaseropwekkers gebruik word, en word ook wyd gebruik in laserskeiding van isotope, fluoressensiediagnose, ultrahoëspoedfotografie, besoedelingsopsporing, mediese en gesondheidsorg, en landbouteling. Omdat die kort golflengte makliker is om te fokus om 'n klein kol te verkry, kan dit ook gebruik word om sub-mikron komponente te verwerk.
Die wins medium wat gebruik word in die CO2 lasergenerator is koolstofdioksied gemeng met helium en stikstof, wat ver-infrarooi lig gesentreer op 9.6 μm en 10.6 μm golflengtes kan uitstraal. Die kragopwekker het 'n hoë energie-omsettingskoers, die uitsetkrag kan wissel van verskeie watt tot tienduisende watt, en die uiters hoë straalkwaliteit maak die CO2 lasergenerator word wyd gebruik in materiaalverwerking, wetenskaplike navorsing, nasionale verdediging en medisyne. Jy sal anders ontmoet CO2 lasersnyers en lasergraveerders vir gravure en sny van hout, MDF, laaghout, materiaal, leer, glas, plastiek en akriel in jou daaglikse lewe en besigheid.
Excimers is onstabiele molekules wat gevul word met mengsels van verskillende edelgasse en halogeengasse in die resonator om lasers van verskillende golflengtes te genereer. Die opwekking word gewoonlik verkry deur relativistiese elektronstrale (energie groter as 200 keV) of deur transversale vinnige pulsontladings. Wanneer die onstabiele molekulêre bindings van die opgewekte toestand-eksimeer gebreek en in grondtoestandatome gedissosieer word, word die energie van die opgewekte toestand in die vorm van laserstraling vrygestel. Dit word wyd gebruik in mediese, optiese kommunikasie, halfgeleiervertoning, afstandwaarneming, laserwapens en ander velde.
Chemiese lasergenerator is 'n spesiale tipe gaslaserstelsel wat die energie wat deur chemiese reaksie vrygestel word, gebruik om deeltjiegetal-inversie te realiseer. Die meeste van hulle werk in molekulêre oorgangsmodus, en die tipiese golflengtereeks is in die naby-infrarooi tot middel-infrarooi spektrale gebied. Die belangrikste toestelle is waterstoffluoried (HF) en deuteriumfluoried (DF) toestelle. Eersgenoemde kan meer as 15 spektrale lyne tussen 2.6 en 3.3 mikron uitstuur; laasgenoemde het ongeveer 25 spektrale lyne tussen 3.5 en 4.2 mikron. Albei toestelle is tans in staat tot multi-megawatt-uitsette. As gevolg van sy groot energie, word dit oor die algemeen in kerningenieurswese en militêre velde gebruik.
Kleurstoflasergenerator
Kleurstoflaseropwekkers gebruik 'n organiese kleurstof as die lasermedium, gewoonlik 'n vloeibare oplossing. Kleurstoflaseropwekkers kan oor die algemeen oor 'n wyer reeks golflengtes gebruik word as gasvormige en vastestoflasermedia. Hul wye bandwydte maak hulle besonder geskik vir instelbare en gepulseerde lasergenerators. Weens sy kort medium lewe en beperkte uitsetkrag word dit egter basies vervang deur golflengte-verstelbare vastestoflasers soos titaniumsaffier.
Diode Laser Generator
Diode lasergenerator is 'n laserstelsel wat halfgeleiermateriale as die werkende stof gebruik. Daar is 3 opwekkingsmodusse: elektriese inspuiting, elektronstraalopwekking en optiese pomp. Klein grootte, lae prys, hoë doeltreffendheid, lang lewensduur, lae kragverbruik, kan gebruik word in elektroniese inligting, laserdruk, laserwyser, optiese kommunikasie, laser-TV, klein laserprojektor, elektroniese inligting, geïntegreerde optika en ander velde.
Vesel-laseropwekker
Vesellasergenerator verwys na 'n tipe laserstelsel wat seldsame aardelement-gedoteerde glasvesel as 'n winsmedium gebruik. Dit word wyd gebruik in metaal en nie-metaal drukwerk, merk, graveer, boor, sny, skoonmaak, sweis (soldering, water blus, bekleding en diep sweiswerk), militêre, verdediging en sekuriteit, mediese toerusting, groot infrastruktuur, en as 'n pomp vir ander laserbronne. Jy sal ontmoet vesel lasergraveerders vir persoonlike tekste en patrone, vesel laser snyers vir metaalvervaardiging, vesel laser skoonmaak masjiene vir roesverwydering, verfstroop en deklaagverwydering, vesel laser sweismasjiene vir metaalgewrigte in jou lewe.
Gratis elektronlaseropwekker
Gratis elektronlasergenerator is 'n nuwe tipe hoëkragsamehangende stralingsbron wat verskil van tradisionele lasergenerator. Dit het nie gas, vloeistof of vaste stof as werkmateriaal nodig nie, maar sit die kinetiese energie van hoë-energie elektronstraal direk om in koherente stralingsenergie. Daarom kan dit ook in ag geneem word dat die werkende stof van die vry-elektron-lasergenerator vrye elektrone is. Dit het 'n reeks uitstekende eienskappe soos hoë krag, hoë doeltreffendheid, wye reeks golflengte-instelling en tydstruktuur van ultra-kort pulse. Behalwe daarvoor, is daar geen lasergenerator wat hierdie kenmerke terselfdertyd kan hê nie. Dit het aansienlike vooruitsigte op die gebied van fisika-navorsing, laserwapens, laserfusie, fotochemie en optiese kommunikasie.
