Введение в различные лазеры

Краткий список типов лазеров

Лазеры можно разделить на шесть типов в зависимости от используемой среды: твердотельные лазеры, газовые лазеры, жидкостные лазеры, полупроводниковые лазеры, kemiske lasere og metaldamplasere.

Твердотельные лазеры

Solid state lasere er lasere, der bruger et fast medium. Det faste materiale, der anvendes i disse lasere, er glas eller krystallinsk materiale. Arbejdsprincip for faststoflasere: Det glas eller krystallinske materiale, der anvendes i faststoflasere, fungerer som en ionisk urenhed sammen med basismaterialet. Doping er et udtryk, der bruges til at beskrive processen med at tilføje urenheder til et stof. De legeringselementer, der anvendes i disse lasere, er thulium (Tb), erbium (Er) og ytterbium (Yb), som er sjældne jordarters grundstoffer. De anvendte bærematerialer er ytterbiumdoteret glas, erbiumdoteret yttriumaluminiumgranat, erbiumdoteret glas og safir. Det mest almindeligt anvendte støttemateriale er erbium-doteret yttrium aluminium granat. Anvendelser af Solid State-lasere: Brugen af ​​disse lasere gør det lettere at bore huller i metaller. De er meget udbredt i den militære sfære. Fordele ved Solid State-lasere: Disse lasere har en billig rørformet struktur. Solid-state lasere har et enkelt design. Udgangsstrålingen kan enten være kontinuerlig eller pulseret. Der er ringe eller ingen chance for affaldsmateriale i det aktive medium. Disse lasere er meget effektive. Ulemper ved solid-state lasere: Udgangsstrålingen fra solid state lasere er lav. Divergensen af ​​denne type laser er variabel og varierer fra 0,05 til 1 grad. Der er effekttab i laseren på grund af opvarmning af stangen.

Газовые лазеры

Gaslasere har et aktivt medium bestående af en eller flere gasser eller dampe. Disse lasere er klassificeret som: atomgaslasere (helium-neon lasere), molekylære gaslasere (kuldioxidlasere) og iongaslasere (argonionlasere).

Flydende lasere

Flydende lasere kaldes også farvelasere. Denne type laser bruger væske som det aktive medium. Det aktive stof, der bruges i flydende lasere, kaldes et farvestof; almindelige farvestoffer omfatter fluorescein, rhodamin B og rhodamine 6G. Arbejdsprincip for flydende lasere: Det aktive medium i denne type laser er et organisk farvestof, og opløsningsmidlet, der bruges til at opløse det, er vand, alkohol eller ethylenglycol. Farvestoffet pumpes fra reservoiret ind i kapillæren. Farvestoffet kommer ud af røret gennem en blitzlampe. Udgangsstrålen passerer derefter gennem Brewster-vinduet til udgangskobleren, som er en 50% reflektor. Udgangsbølgelængden kan justeres over et bredt område. Anvendelser af flydende lasere: Disse lasere er meget udbredt i medicin og som forskningsværktøjer. Fordele ved flydende lasere: Høj effektivitet. Mulighed for at opnå en bred vifte af bølgelængder. Lille bjælkediameter. Stråledivergensvinklen er 0,04 til 0,1 grader, hvilket er relativt lille sammenlignet med andre lasere. Ulemper ved flydende lasere: De høje omkostninger ved disse lasere. At indstille en laser til en bestemt frekvens kræver brug af filtre, hvilket gør dem dyrere end andre typer lasere. Det er svært at afgøre, hvilket grundstof der udsender lys.

Halvlederlasere:Halvlederlasere er små lasere. De fungerer på samme måde som LED'er, men udgangsstrålen har karakteristika af en laser. Halvlederdioder er fremstillet ved hjælp af halvlederteknologi. Hvordan de fungererhalvlederlasere:Det aktive materiale, der anvendes i halvlederlasere, er galliumarsenid; derfor kaldes disse lasere også for galliumarsenidlasere. Driftsprincippet for en halvlederlaser svarer til driftsprincippet for en fremadrettet pn-diode. Pn-materialer er forbundet til en jævnstrømsforsyning gennem metalkontakter. Halvlederlasere kaldes også injektionslasere, fordi der sprøjtes strøm ind i krydset mellem p- og n-materialer. Ansøgningerhalvlederlasere:Disse lasere bruges naturligvis som sendere i digital kommunikation, fordi de kan udsende lys med forskellige hastigheder og pulsvarigheder. De er også meget brugt i fiberoptisk kommunikation.Преимущества halvlederlasere:De har mange anvendelsesmuligheder på grund af deres lille størrelse. Disse lasere er meget økonomiske. Spejle bruges ikke. Strømforbruget er lavt. Ulemper ved halvlederlasere: Stråledivergensvinklen er 6-20 grader, hvilket er større end andre typer lasere. Udgangsstrålen har en usædvanlig form, fordi det anvendte medium er kort og rektangulært. Driftsegenskaberne for denne type laser er temperaturafhængige, såsom udgangseffekt og centerbølgelængde.

Химические лазеры:Kemiske lasere genererer laserlys gennem kemiske reaktioner. For eksempel, under en kemisk reaktion af fluor og brintatomer, kan hydrogenfluoridmolekyler dannes i en exciteret tilstand. Ved hurtig blanding af to ioniske gasser kan laserstråling genereres, så der kræves ingen yderligere energi; kraftig lysenergi kan produceres direkte fra en kemisk reaktion. De to hovedtyper af enheder er hydrogenfluorid (HF) og deuteriumfluorid (DF). Den første har en laserbølgelængde på 2,6 til 3,3 mikrometer, og den anden - fra 3,5 til 4,2 mikrometer. Disse rent kemiske lasere er i øjeblikket i stand til udgangseffekter på adskillige megawatt, og deres bølgelængder spænder fra nær til midt-infrarød. Disse lasere forplanter sig let i atmosfæren eller gennem optiske fibre. Fordi kemiske lasere genererer laserlys gennem kemiske reaktioner, er de relativt kompakte og velegnede til feltanvendelser; især kan de skabe højeffektlasere, der kan bruges til militære formål og i atomfusion.

Metaldamplasere, såsom kobberdamplasere, producerer primært grønt (510,5 nm) og gult (578,2 nm) lys, hvilket opnår en gennemsnitlig effekt på 100 W og en spidseffekt på 100 kW. Deres hovedanvendelse er som en pumpekilde til flydende lasere. Derudover kan de bruges til højhastigheds pulsfotografering, storskærmsprojektions-tv og materialebehandling.