Questo articolo mostra quali sono le fonti di radiazione monocromatica e quali sono i vantaggi di un laser a stato solido su altri tipi. Qui ci viene detto come vi sia una generazione di radiazione coerente, perché dispositivo impulso più potente, incisione ciò che è necessario. V'è anche considerato tre elementi laser richiesto e come funziona.
teoria delle bande
Prima di parlare di come far funzionare il laser (a stato solido, per esempio), si dovrebbe prendere in considerazione alcuni del modello fisico. Da lezioni scolastiche si ricorda che gli elettroni intorno al nucleo sono disposti in orbite specifici o livelli di energia. Se a nostra disposizione non un atomo, e molto, cioè, consideriamo qualsiasi organismo tridimensionale, c'è un problema.
Secondo il principio di Pauli, in questo corpo con uno e la stessa energia può essere solo elettrone. Così, anche il grano più piccolo contiene un gran numero di atomi. La natura ha trovato in questo caso l'uscita molto grazioso – l'energia di ogni energia di elettroni diverso da un adiacente ad una piccola, quantità quasi impercettibile. In questo caso tutti gli elettroni di un livello di "premuti" in una singola banda di energia. Una zona in cui si trovano i più diversi dagli elettroni nucleo, chiamato valenza. Seguila area ha una più alta energia. Si elettroni si muovono liberamente e si chiama banda di conduzione.
Emissione e di assorbimento
Qualsiasi laser (a stato solido, gas, chimico) lavora sui principi della transizione elettronica da una zona all'altra. Se il vostro corpo è esposto alla luce, il fotone ad un elettrone dà abbastanza potere per era in uno stato di energia più elevato. Viceversa, quando un elettrone viene trasferito dalla banda di conduzione alla valenza, emette un fotone. Se il materiale è un semiconduttore o un isolante, la valenza e banda di conduzione sono separati da un intervallo in cui nessun livello. Di conseguenza, gli elettroni non possono essere lì. Questo intervallo è chiamato il divario di banda. Se il fotone ha abbastanza energia, gli elettroni saltano superare questo intervallo.
generazione
Il principio di funzionamento del laser a stato solido si basa sul fatto che la sostanza nella zona proibita viene creato un cosiddetto strato invertita. Electron vita a questo livello è più alto durante la sua permanenza nella banda di conduzione. Così, in un certo periodo di tempo su di esso "accumulare" elettroni. Questo si chiama inversione di popolazione. Quando questo livello elettroni tratteggiate, il fotone passa la lunghezza d'onda desiderata, provoca la generazione simultanea di un gran numero di lunghezze e di fase delle onde luminose. Cioè, gli elettroni sono valanga tutto in una volta allo stato fondamentale, generando un fascio di fotoni monocromatici sufficientemente elevata potenza. Va notato che il problema principale del primo sviluppo del laser è stato quello di trovare una tale combinazione di sostanze per le quali sarebbe possibile inversione di popolazione di uno dei livelli. Il rubino acciaio medio lega a lavorare.
La composizione del laser
laser a stato solido sui componenti principali è diversa dalle altre specie. Il fluido di lavoro, in cui l'inversione di popolazione di uno dei livelli, illuminata da una sorgente luminosa. Si chiama pompaggio. spesso può essere una normale lampada a incandescenza o uno scaricatore a gas. Due paralleli di estremità estendentesi del fluido di lavoro (cristallo laser a stato solido assume, gas – un'atmosfera di vuoto) formano un sistema di specchi, o un risonatore ottico. Si raccoglie nel fascio solo i fotoni che sono paralleli alla presa. Pompato laser a stato solido tipicamente avviene tramite lampade flash.
Tipi di laser a stato solido
A seconda della modalità dell'uscita fascio laser distinguere laser continue e pulsate. Ognuno di essi viene utilizzato e ha le proprie caratteristiche. Le principali differenze – pulsata laser a stato solido hanno una maggiore capacità. Poiché per ogni colpo fotoni come "accumulando", allora un impulso è in grado di fornire una maggiore energia di oscillazione continua per lo stesso periodo di tempo. Più piccolo è l'impulso dura, la più potente di ogni "colpo". Al momento, è tecnologicamente possibile costruire un laser a femtosecondi. Uno dei suoi impulsi dura circa 10 -15 secondi. Tale dipendenza è legata al fatto che la popolazione dei processi inversi come descritto sopra dura molto piccola. Più lunga è la necessità di attendere prima di laser "sparare", i più elettroni hanno il tempo di lasciare il livello invertito. Di conseguenza, la riduzione della concentrazione e fotone di energia del fascio di uscita.
incisione laser
I modelli sulla superficie di particolari metallici e in vetro decorato con la vita quotidiana di una persona. Essi possono essere applicati meccanicamente, chimicamente o laser. Il secondo metodo è il più moderno. I suoi vantaggi rispetto ad altri metodi come segue. Dal momento che un impatto diretto sul piano di lavoro non è presente, è quasi impossibile danneggiare la cosa nel processo di applicazione di un modello o iscrizione. L'ustioni fascio laser molto superficiale scanalatura: superficie incisa con i resti liscia e, pertanto, la cosa non è danneggiato e durerà più a lungo. Nel caso del fascio laser metallo cambia la struttura della materia, e le parole non sbiadiscono per molti anni. Se la cosa usata con attenzione, non immergerlo in acido o deformare, allora diverse generazioni di modello su di esso conservato con cura. L'incisione laser è meglio scegliere commutazione a stato solido per due ragioni: i processi nei solidi sono più facili da gestire, ed è ottimale per il rapporto di produzione e dei prezzi.
installazione
Incisione, ci sono procedure speciali di installazione. Oltre a laser diretto, sono costituiti da una guida meccanica, in cui si muove il laser, e apparecchi di monitoraggio (computer). macchina laser viene utilizzato in molti settori dell'attività umana. Sopra abbiamo parlato di decorare oggetti di uso quotidiano. Registrato posate, accendini, occhiali, orologi per lungo tempo rimarranno nella famiglia e sarà ricordato dei momenti felici.
Tuttavia, non solo i beni nazionali, ma anche industriali richiedono incisione laser. Grandi impianti, come quello automobilistico, rilasciato i dettagli di un numero enorme: centinaia di migliaia o milioni. Ogni elemento deve essere contrassegnata – quando e chi lo ha creato. Meglio di incisione laser, per trovare, il tempo non rilascio, la durata sarà lungo anche per le parti in movimento, che ha aumentato il rischio di abrasione. macchina laser, in questo caso deve essere caratterizzata da elevata capacità e sicurezza. Dopo tutto, se l'incisione almeno una frazione di una variazione percentuale le proprietà delle parti metalliche, può reagire diversamente agli stimoli esterni. Ad esempio, una pausa nel punto di applicazione della iscrizione. Tuttavia, adatto per uso domestico più semplice e meno costoso di installazione.
