Qattiq holatdagi lazerlar nima?

Qattiq holatdagi lazerlaryorug'lik chiqaruvchi muhiti suyuqlik yoki gaz emas, balki nodir tuproq yoki o'tish metall ionlari bilan qo'shilgan qattiq material, odatda kristall yoki shisha bo'lgan lazerdir.

Qattiq holatdagi lazerlar qo'shimcha tanlash va kristall yoki shisha tarkibiga qarab ultrabinafsha (UV) dan infraqizil (IQ) gacha bo'lgan keng to'lqin uzunliklarida lazer nurini chiqaradi. Chiqish quvvati o'ziga xos lazer dizayni, qozonish muhiti va nasos mexanizmiga qarab millivattdan (mVt) bir necha vattgacha (Vt) yoki undan ham yuqori bo'lishi mumkin.

Qattiq holatdagi lazerlar asosan ikki qismdan iborat: qattiq xost materiali va asosiy materialga biriktirilgan faol ionlar. Faol ionlar o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lishi kerak, masalan, o'tkir floresans chiziqlari, keng yutilish diapazonlari va istalgan to'lqin uzunligida yuqori kvant samaradorligi. Boshqa tomondan, asosiy material kuch, sinish qarshiligi, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va optik sifat kabi xususiyatlarga ega bo'lishi kerak.

Noyob tuproq ionlari bilan doping qilinganidan so'ng, shisha va kristalli materiallar ushbu kerakli xususiyatlarni namoyish etadi. Tegishli xost materiallariga silikat shishasi, fosfat shishasi va granat, aluminat, metall oksidi, ftorid, molibdat, volfram va boshqalar kabi turli kristalli materiallar kiradi. Odatda ishlatiladigan faol ionlar orasida neodimiy, erbiy va golmiy kabi noyob tuproq ionlari ham mavjud. xrom, titan va nikel kabi o'tish metallari sifatida.

Ba'zi mashhur qattiq holatda lazerlarga yoqut lazerlari, Nd: YAG lazerlari, Nd: shisha lazerlari, Nd: Cr: GSGG lazerlari, Er: shisha lazerlari, aleksandrit lazerlari va titanium: safir lazerlari kiradi.

Qattiq holatdagi lazerlar uzluksiz lazer chiqishini ishlab chiqaradigan uzluksiz to'lqin (CW) rejimida yoki yuqori quvvatli lazer nurlarining qisqa pulslarini ishlab chiqaradigan impulsli rejimda ishlashi mumkin.

Qattiq jismli lazerlarni qurish

Qattiq holatdagi lazerni yaratish uchun yoy chiroq yoki chiroq yoniga lazer tayog'ini o'rnatish kerak. Chiroq trubkasi quvvat manbaiga ulangan. Lazer tayog'i va chiroq trubkasi parallel ravishda joylashtirilgan, reflektor bilan o'ralgan. Lazer bo'shlig'ining ikkala uchida yuqori aks ettiruvchi oyna va chiqish ulash moslamasi o'rnatilgan. Haddan tashqari issiqlikni olib tashlash uchun lazer sirkulyatsiya tizimi yordamida sovutiladi, odatda sovutish suvi yoki glikol aralashmasi ishlatiladi.

Qattiq jismning lazer energiyasi diagrammasi
Qattiq holatdagi lazerlar tomonidan ishlatiladigan faol vosita qattiq materialdir. Umuman olganda, barcha qattiq holatdagi materiallar optik pompalanadi, ya'ni yorug'lik manbai energiya manbai sifatida ishlatiladi va daromadli muhitga qo'llaniladi. Nasos energiyasini o'zlashtirgandan so'ng, daromad muhitidagi elektronlar yuqori energiya darajasiga qo'zg'aladi. Hayajonlangan holatda ba'zi elektronlar yuqori energiya darajasidan ma'lum bir o'tkaziladigan energiya darajasiga o'tadi.

Boshqa hayajonlangan holatlar bilan solishtirganda, vaqtinchalik holatning umri uzoqroq, shuning uchun u energiyani saqlashi va to'plashi mumkin. Vaqtinchalik holatdagi elektron asosiy holatga qaytganda, ma'lum energiya va to'lqin uzunligi bo'lgan foton chiqariladi. Bu jarayon stimulyatsiya qilingan emissiya deb ataladi va kogerent nur hosil qiladi.

Yaratilgan fotonlar lazer bo'shlig'idagi nometall yoki boshqa aks ettiruvchi elementlar orasida bir necha marta aks ettiriladi. Ushbu qayta aloqa mexanizmi rag'batlantirilgan emissiyani kuchaytiradi va kuchli lazer nurini hosil qiladi. Kuchaytirilgan qisman nur lazer chiqishini hosil qilish uchun qisman reflektorlardan biri orqali o'tadi.

Chiqish nuri odatda tor chiziq kengligiga ega, bu vaqtinchalik holat va asosiy holat o'rtasidagi energiya farqi bilan bog'liq ma'lum bir to'lqin uzunligi bilan tavsiflanadi.

Qattiq holatdagi lazerlarning afzalliklari:
1. Qattiq holatdagi lazerlar odatda gaz lazerlariga nisbatan moddiy yo'qotishlarni boshdan kechirmaydi, chunki lazer muhiti qattiq holatda. Qattiq holatdagi lazerdagi faol muhit, masalan, kristall yoki shisha, o'z tarkibini saqlab qoladi va ish paytida iste'mol qilmaydi yoki yo'qolmaydi.
3. Qattiq holatdagi lazerlar ham uzluksiz, ham impulsli chiqishni ishlab chiqishi mumkin.
4. Ularning qurilishi nisbatan sodda.
Qattiq holatdagi lazerlarning kamchiliklari:
1. Qattiq holatdagi lazerlar kirish energiyasini lazer chiqishiga aylantirishda unchalik samarali emas.
2. Lazer nurlarining divergentsiyasi doimiy emas va 1 milliradian va 20 milliradian orasida o'zgarishi mumkin.
3. Lazer tayog'i haddan tashqari qizib ketganda quvvat yo'qolishi mumkin.

Qattiq holatdagi lazerlarning qo'llanilishi:
Qattiq holatdagi lazerlar turli sohalarda keng qo'llanilishiga ega. Spektroskopiya va telekommunikatsiyalarga qo'shimcha ravishda, qattiq holatdagi lazerlarning qo'llanilishi kiradi
Materiallarni qayta ishlash: Qattiq holatdagi lazerlar metall, plastmassa, keramika va kompozitlar kabi turli xil materiallarni kesish, burg'ulash, payvandlash va o'yma qilish uchun keng qo'llaniladi. Ular juda aniq va makro va mikro ishlov berish vazifalarini bajara oladi.
Tibbiyot va biotibbiyot: Ushbu lazerlar lazerli jarrohlik, dermatologiya (masalan, tatuirovkani olib tashlash), oftalmologiya (masalan, ko'rishni tuzatish), stomatologiya va kosmetika kabi tibbiy muolajalarda qo'llaniladi. Ular atrofdagi joylarga minimal zarar etkazgan holda to'qimalarni aniq nishonga olishlari va yo'q qilishlari mumkin.
Ilmiy tadqiqotlar: ilmiy tadqiqotlar uchun muhim vositalar, jumladan spektroskopiya, floresan tasvirlash, zarracha tezlashuvi va o'ta tezkor hodisalarni o'rganish. Ular materiallarni va fundamental fizik-kimyoviy jarayonlarni o'rganish uchun aniq boshqariladigan yorug'lik manbalarini ta'minlashga qodir.
Mudofaa va xavfsizlik: Ushbu lazerlar mudofaa va xavfsizlik dasturlarida, jumladan lazerli nishon belgilari, masofani aniqlash, yo'naltirilgan energiya qurollari va lazerga qarshi choralarda qo'llaniladi. Ular harbiy, aerokosmik va xavfsizlik maqsadlarida foydalanish uchun aniq va kuchli yorug'lik manbalarini ta'minlaydi.
Telekommunikatsiyalar: Qattiq holatdagi lazerlar optik tolali aloqa tizimlarida muhim rol o'ynaydi, ular uzoq masofalarga signallarni yuqori tezlikda uzatish uchun optik kuchaytirgichlar va yorug'lik manbalari sifatida ishlaydi.

Bog'lanish uchun ma'lumot:

Agar sizda biron bir fikr bo'lsa, biz bilan gaplashing. Mijozlarimiz qayerda bo'lishidan va bizning talablarimiz qanday bo'lishidan qat'i nazar, biz mijozlarimizga yuqori sifat, arzon narxlar va eng yaxshi xizmatni taqdim etish maqsadimizga amal qilamiz.