Çeşitli Lazerlere Giriş

Краткий список типов лазеров

Lazerler, kullanılan ortama bağlı olarak altı türe ayrılabilir: katı hal lazerleri, gaz lazerleri, sıvı lazerler,полупроводниковые лазеры, химические лазеры и лазеры на парах металлов.

Katı Hal Lazerleri

Твердотельные лазеры — это лазеры, использующие твердую среду. В качестве твердого материала в этих лазерах используется стекло или кристаллический материал. Принцип работы твердотельных лазеров: стекло или кристаллический материал, используемый в твердотельных лазерах, действует как ионная примесь вместе с основным материалом. Легирование — это термин, используемый для описания процесса добавления примесей к веществу. В качестве легирующих элементов в этих лазерах используются тулий (Tb), эрбий (Er) и иттербий (Yb), которые являются редкоземельными элементами. В качестве материалов-носителей используются стекло, легированное иттербием, иттрий-алюминиевый гранат, легированный эрбием, стекло, легированное эрбием, и сапфир. Наиболее часто используемым материалом-носителем является иттрий-алюминиевый гранат, легированный эрбием. Применение твердотельных лазеров: Использование этих лазеров упрощает сверление отверстий в металлах. Они широко применяются в военной сфере. Преимущества твердотельных лазеров: Эти лазеры имеют недорогую трубчатую структуру. Твердотельные лазеры имеют простую конструкцию. Выходное излучение может быть как непрерывным, так и импульсным. Вероятность отходов материала в активной среде очень мала или отсутствует. Эти лазеры обладают высокой эффективностью. Недостатки твердотельных лазеров: Выходное излучение твердотельных лазеров невысоко. Расходимость этого типа лазеров непостоянна и варьируется от 0,05 до 1 градуса. В лазере наблюдаются потери мощности из-за нагрева стержня.

Gaz lazerleri

Газовые лазеры имеют активную среду, состоящую из одного или нескольких газов или паров. Эти лазеры классифицируются как: атомарные газовые лазеры (гелий-неоновые лазеры), молекулярные газовые лазеры (лазеры на углекислом газе) и ионные газовые лазеры (аргон-ионные лазеры).

Жидкостные лазеры

Жидкостные лазеры также называются лазерами на красителях. В этом типе лазеров в качестве активной среды используется жидкость. Активное вещество, используемое в жидкостных лазерах, называется красителем; распространенные красители включают флуоресцеин, родамин B и родамин 6G. Принцип работы жидкостных лазеров: Активной средой этого типа лазеров является органический краситель, а растворителем, используемым для его растворения, является вода, спирт или этиленгликоль. Краситель закачивается из резервуара в капилляр. Краситель выходит из трубки через импульсную лампу. Выходной луч затем проходит через окно Брюстера к выходному ответвителю, который представляет собой 50%-ный отражатель. Выходную длину волны можно регулировать в широком диапазоне. Применение жидкостных лазеров: Эти лазеры широко используются в медицине и в качестве исследовательских инструментов. Преимущества жидкостных лазеров: Высокая эффективность. Возможность получения широкого диапазона длин волн. Малый диаметр луча. Угол расхождения луча составляет от 0,04 до 0,1 градуса, что относительно мало по сравнению с другими лазерами. Недостатки жидкостных лазеров: Высокая стоимость этих лазеров. Настройка лазера на определённую частоту требует использования фильтров, что делает их более дорогими, чем лазеры других типов. Сложно определить, какой элемент излучает свет.

Yarı iletken lazerler:Yarı iletken lazerler küçük lazerlerdir. LED'lere benzer şekilde çalışırlar ancak çıkış ışını bir lazerin özelliklerine sahiptir. Yarı iletken diyotlar yarı iletken teknolojisi kullanılarak üretilmektedir. Nasıl çalışıyorlar?полупроводниковые лазеры: Активным материалом, используемым в полупроводниковых лазерах, является арсенид галлия; поэтому эти лазеры также называются лазерами на арсениде галлия. Принцип работы полупроводникового лазера аналогичен принципу работы p-n-диода при прямом смещении. P-n-материалы подключаются к источнику питания постоянного тока через металлические контакты. Полупроводниковые лазеры также называются инжекционными лазерами, потому что ток инжектируется в соединение между p- и n-материалами. Применения полупроводниковых лазеров:Bu lazerler, farklı hızlarda ve darbe sürelerinde ışık yayabildikleri için doğal olarak dijital iletişimde verici olarak kullanılırlar. Ayrıca fiber optik iletişimde de yaygın olarak kullanılırlar.Yarı iletken lazerlerin avantajları:Küçük boyutları nedeniyle birçok kullanım alanına sahiptirler. Bu lazerler oldukça ekonomiktir. Aynalar kullanılmamaktadır. Güç tüketimi düşüktür. Yarı iletken lazerlerin dezavantajları: Işın sapma açısı 6-20 derece olup diğer lazer türlerine göre daha büyüktür. Kullanılan ortam kısa ve dikdörtgen olduğundan çıkış ışınının alışılmadık bir şekli vardır. Bu tip lazerin çalışma özellikleri, çıkış gücü ve merkez dalga boyu gibi sıcaklığa bağlıdır.

Kimyasal lazerler: Химические лазеры генерируют лазерное излучение посредством химических реакций. Например, при химической реакции атомов фтора и водорода могут образовываться молекулы фтороводорода в возбуждённом состоянии. Таким образом, при быстром смешивании двух ионных газов может генерироваться лазерное излучение, поэтому дополнительная энергия не требуется; мощная световая энергия может быть получена непосредственно из химической реакции. Два основных типа устройств — это фтороводород (HF) и фторид дейтерия (DF). Первый имеет длину волны лазерного излучения от 2,6 до 3,3 микрометров, а второй — от 3,5 до 4,2 микрометров. Эти чисто химические лазеры в настоящее время способны достигать выходной мощности в несколько мегаватт, а их длина волны варьируется от ближнего до среднего инфракрасного диапазона. Эти лазеры легко распространяются в атмосфере или по оптоволокну. Поскольку химические лазеры генерируют лазерное излучение посредством химических реакций, они относительно компактны и хорошо подходят для полевых работ; в частности, они могут создавать мощные лазеры, которые могут использоваться в военных целях и в ядерном синтезе.

Лазеры на парах металлов, например, на парах меди, в основном генерируют зелёный (510,5 нм) и жёлтый (578,2 нм) свет, достигая средней мощности 100 Вт и пиковой мощности 100 кВт. Их основное применение — в качестве источника накачки для жидкостных лазеров. Кроме того, их можно использовать в высокоскоростной импульсной фотографии, проекционном телевидении с большим экраном и в обработке материалов.