Dujų lazeris: aprašymas, charakteristikos, veikimo principas

Pagrindinis lazerio darbinis komponentasprietaisas yra vadinamoji aktyvi terpė. Tai ne tik veikia kaip kryptingo srauto šaltinis, bet kai kuriais atvejais tai gali žymiai sustiprinti. Būtent ši savybė ir yra dujų mišiniai, kurie veikia lazeriu įrenginiuose kaip veikliosios medžiagos. Šiuo atveju yra įvairių modelių tokių įrenginių, skirtų pagal dizainą ir darbo aplinkos charakteristikas. Vienas ar kitas būdas, dujų lazeris turi daug privalumų, leidusių įsitvirtinti daugelyje pramonės įmonių arsenaluose.

Dujų aplinkos ypatybės

Tradiciškai, lazeriai yra susiję su kieta medžiagair skysčių terpės, kurios prisideda prie šviesos pluošto susidarymo su būtinomis charakteristikomis. Dujos turi privalumų homogeniškumo ir mažo tankio pavidalu. Šios savybės leidžia lazerio srautui iškraipyti, neprarasti energijos ir neiškreipti. Be to, dujų lazeriui būdinga padidinta spinduliavimo kryptis, kurios riba nustatoma tik šviesos difrakcija. Palyginti su kietomis medžiagomis, dujų dalelių sąveika vyksta tik susidūrus šiluminio poslinkio sąlygomis. Kaip rezultatas, užpildo energijos spektras atitinka kiekvienos dalelės energijos lygį atskirai.

Dujų lazerių įtaisas

Klasikinis tokių prietaisų įtaisasyra suformuotas uždaruoju vamzdžiu su dujine funkcine terpere, taip pat optiniu rezonatoriumi. Išleidimo vamzdis paprastai pagamintas iš korundo keramikos. Jis yra tarp atspindinčios prizmės ir veidrodžio ant berilio cilindro. Išleidimas atliekamas dviem sekcijomis, kurių bendrasis katodas yra pastovioje srovėje. "Oksidantantalo" šalčio katodai dažniausiai padalinami į dvi dalis dielektrine tarpine, užtikrinančia srovės paskirstymą vienodai. Be to, dujų lazerinis įrenginys suteikia anodų buvimą - jų funkcija atliekama iš nerūdijančio plieno, atstovaujamo kaip dulkių siurbliai. Šie elementai suteikia judančią vamzdžių, prizmių ir veidrodžių laikiklių jungtį.

Veiklos principas

Užpildyti aktyviojo kūno energiją dujosetaikomos elektros išlydžio kurie gaunami atsižvelgiant į įrenginio elektrodų vamzdelio ertmę. Susidūrus elektronams su dujų dalelėmis, jie susijaudinami. Taigi, sukurta fotonų emisijos pagrindas. Priverstinė šviesos bangų išmetimas vamzdelyje padidėja perduodant dujinę plazmą. Veikiami veidrodžius įstatytas į cilindro galuose yra numatyta vyraujančiai šviesos srautą pagrindą. Pusiau permatomą veidrodis, kuris yra numatytas su dujų lazeriu, pasirenka krypties spindulį fotonų frakcijos, o likusi dalis jos atsispindi vamzdelio viduje, remiant spinduliuotės funkciją.

Charakteristikos

Paprastai išleidimo vamzdžio vidinis skersmuoyra 1,5 mm. Oda-tantalo katodo skersmuo gali siekti 48 mm, ilgis - 51 mm. Šiuo atveju konstrukcija veikia veikiant tiesiogine srovė, kurios įtampa yra 1000 V. Helio-neono lazeriuose radiacijos galia yra maža ir paprastai apskaičiuojama dešimtosiomis W.

Siūlomi anglies dioksido modeliai2-10 cm skersmens vamzdžių naudojimas. Pažymėtina, kad nuolat veikiančiame dujų lazeryje yra labai didelė galia. Veikimo efektyvumo požiūriu šis veiksnys kartais prilygsta pliusui, tačiau norint išlaikyti stabilų tokių įrenginių funkciją, reikalingi patvarūs ir patikimi veidrodžiai su padidintais optinėmis savybėmis. Kaip taisyklė, technologai naudoja metalo ir safyro elementus su aukso apdaila.

Lazerių veislės

Pagrindinė klasifikacija reiškia atskyrimątokie lazeriai pagal dujų mišinio tipą. Jau minėta modelių funkcija anglies dvideginio aktyviajame korpuse, tačiau jonų, helio neonas ir cheminės terpės yra taip pat dažnos. Dėl prietaiso konstrukcijos jonų dujų lazeriai reikalauja naudoti medžiagas, turinčias aukštą šilumos laidumą. Visų pirma naudojami metalo-keramikos elementai ir berilio keramikos detalės. Helio-neono terpė gali veikti skirtingais bangos ilgiais infraraudonosios spinduliuotės ir matomos šviesos spektro atžvilgiu. Tokių prietaisų rezonatoriaus veidrodžiai išsiskiria daugiasluoksnėmis dielektrinėmis dangomis.

Cheminiai lazeriai yra atskirakategorija dujų vamzdžių. Jie taip pat mano, kad dujų mišiniai naudojami kaip darbo terpė, tačiau šviesos spinduliuotės susidarymo procesas vyksta dėl cheminės reakcijos. Tai reiškia, kad dujos naudojamos cheminiam sužadinimui. Tokio tipo prietaisai yra naudingi tuo, kad juose galima tiesiogiai keisti cheminę energiją į elektromagnetinę spinduliuotę.

Dujų lazerių naudojimas

Beveik visi tokio tipo lazeriai skiriasididelis patikimumo, patvarumo ir prieinamos kainos. Šie veiksniai paskatino juos plačiai paskirstyti įvairiose srityse. Pvz., "Helium-neon" prietaisai rastų taikymą lyginimo ir derinimo operacijose, atliekamose kasybos, laivų statybos, taip pat įvairių statinių statyboje. Be to, helio-neoninių lazerių charakteristikos yra tinkamos naudoti optinio ryšio, holografinių medžiagų ir kvantinių giroskopų kūrimo srityje. Argono dujinis lazeris, kurio taikymas parodo medžiagų apdorojimo efektyvumą, nėra praktinės naudos požiūriu išimtis. Visų pirma tokie įtaisai naudojami kaip kietųjų uolienų ir metalų karteriai.

Atsiliepimai apie dujų lazerius

Jei mes manome, kad lazeriai yra naudingieksploatacines savybes daugelis naudotojų pažymi šviesos spindulio didžiąja kryptimi ir bendrą kokybę. Tokias charakteristikas galima paaiškinti nedidele optinių iškraipymų dalimi, nepriklausomai nuo aplinkos temperatūros sąlygų. Kalbant apie trūkumus, reikalinga didelė įtampa siekiant atlaisvinti dujų žiniasklaidos galimybes. Be to, neelektrinis dujinis lazeris ir prietaisai, veikiantys anglies dioksido mišinių pagrindu, reikalauja didelės elektros energijos sujungimo. Tačiau, kaip rodo praktika, pats rezultatas pateisinamas. Programoje yra tiek mažos galios įrenginiai, tiek didelio jėgos potencialo įrenginiai.

Išvada

Dujų išleidimo mišinių galimybės, atsižvelgiant į jųlazerinių sistemų taikymas dar nėra pakankamai išvystytas. Nepaisant to, tokios įrangos paklausa jau seniai ir sėkmingai išaugo, sudarant tinkamą rinkos nišą. Dujų lazeris buvo plačiausiai naudojamas pramonėje. Jis naudojamas kaip priemonė taškinei ir tiksliam kietų medžiagų pjovimui. Tačiau yra veiksnių, stabdančių tokios įrangos platinimą. Pirma, tai yra greitas elementų pagrindo nusidėvėjimas, kuris sumažina prietaisų ilgaamžiškumą. Antra, yra dideli reikalavimai, kad būtų užtikrinta elektros srovė, reikalinga spindulių formavimui.