Komponen kerja utama mana-mana peranti laser ialah medium aktif yang dipanggil. Ia bukan sahaja bertindak sebagai sumber aliran terarah, tetapi dalam beberapa kes boleh meningkatkannya dengan ketara. Tepat ciri inilah yang dimiliki oleh campuran gas yang bertindak sebagai bahan aktif dalam pemasangan laser. Pada masa yang sama, terdapat model peranti sedemikian yang berbeza, yang berbeza dalam reka bentuk dan ciri-ciri persekitaran kerja. Satu cara atau yang lain, laser gas mempunyai banyak kelebihan yang membolehkannya mengambil tempat yang kukuh dalam senjata banyak perusahaan perindustrian.
Ciri-ciri tindakan medium gas
Secara tradisinya, laser dikaitkan dengan media pepejal dan cecair yang menyumbang kepada pembentukan pancaran cahaya dengan prestasi yang diperlukan. Dalam kes ini, gas mempunyai kelebihan keseragaman dan ketumpatan rendah. Kualiti inibiarkan pancaran laser tidak diherotkan, tidak kehilangan tenaga dan tidak berselerak. Juga, laser gas dicirikan oleh peningkatan langsung sinaran, hadnya hanya ditentukan oleh pembelauan cahaya. Berbanding dengan pepejal, interaksi zarah gas berlaku secara eksklusif semasa perlanggaran di bawah keadaan sesaran haba. Akibatnya, spektrum tenaga pengisi sepadan dengan tahap tenaga setiap zarah secara berasingan.
Peranti laser gas
Peranti klasik peranti sedemikian dibentuk oleh tiub tertutup dengan medium berfungsi gas, serta resonator optik. Tiub pelepasan biasanya diperbuat daripada seramik korundum. Ia diletakkan di antara prisma pemantul dan cermin pada silinder berilium. Nyahcas dijalankan dalam dua bahagian dengan katod sepunya pada arus terus. Katod sejuk tantalum oksida paling kerap dibahagikan kepada dua bahagian dengan menggunakan pengatur jarak dielektrik, yang memastikan pengagihan arus seragam. Juga, peranti laser gas menyediakan kehadiran anod - fungsi mereka dilakukan oleh keluli tahan karat, dibentangkan dalam bentuk belos vakum. Elemen ini menyediakan sambungan yang fleksibel antara tiub, prisma dan pemegang cermin.
Prinsip kerja
Untuk mengisi badan aktif dalam gas dengan tenaga, nyahcas elektrik digunakan, yang dihasilkan oleh elektrod dalam rongga tiub peranti. Semasa perlanggaran elektron dengan zarah gasmereka terangsang. Ini mewujudkan asas untuk pelepasan foton. Pancaran rangsangan gelombang cahaya dalam tiub meningkat apabila ia melalui plasma gas. Cermin terdedah di hujung silinder membentuk asas untuk arah keutamaan fluks cahaya. Cermin lut sinar, yang dibekalkan dengan laser gas, memilih pecahan foton daripada pancaran arah, dan selebihnya dipantulkan di dalam tiub, mengekalkan fungsi sinaran.
Ciri
Diameter dalam tiub nyahcas biasanya 1.5mm. Diameter katod tantalum oksida boleh mencapai 48 mm dengan panjang unsur 51 mm. Dalam kes ini, reka bentuk beroperasi di bawah tindakan arus terus dengan voltan 1000 V. Dalam laser helium-neon, kuasa sinaran adalah kecil dan, sebagai peraturan, dikira dalam persepuluhan W.
Model karbon dioksida menggunakan tiub dengan diameter 2 hingga 10 cm. Perlu diperhatikan bahawa laser gas yang beroperasi dalam mod berterusan mempunyai kuasa yang sangat tinggi. Dari sudut pandangan kecekapan operasi, faktor ini kadangkala menjadi tambahan, bagaimanapun, untuk mengekalkan fungsi stabil peranti sedemikian, cermin tahan lama dan boleh dipercayai dengan sifat optik yang dipertingkatkan diperlukan. Sebagai peraturan, ahli teknologi menggunakan unsur logam dan nilam dengan rawatan emas.
Pelbagai jenis laser
Klasifikasi utama membayangkan pembahagian laser tersebut mengikut jenis campuran gas. Kami telah menyebut ciri-ciri model berdasarkan badan aktif karbon dioksida, tetapi jugaion, helium-neon dan media kimia adalah perkara biasa. Untuk menghasilkan reka bentuk peranti, laser gas ion memerlukan penggunaan bahan dengan kekonduksian terma yang tinggi. Khususnya, unsur seramik-logam dan bahagian berdasarkan seramik berilium digunakan. Media helium-neon boleh beroperasi pada panjang gelombang yang berbeza dalam sinaran inframerah dan dalam spektrum cahaya yang boleh dilihat. Cermin resonator peranti sedemikian dibezakan dengan kehadiran salutan dielektrik berbilang lapisan.
Laser kimia mewakili kategori tiub gas yang berasingan. Mereka juga melibatkan penggunaan campuran gas sebagai medium kerja, tetapi proses pembentukan sinaran cahaya disediakan oleh tindak balas kimia. Iaitu, gas digunakan untuk pengujaan kimia. Peranti jenis ini berfaedah kerana ia boleh menukar terus tenaga kimia kepada sinaran elektromagnet.
Penggunaan laser gas
Secara praktikal semua laser jenis ini sangat dipercayai, tahan lama dan mampu milik. Faktor-faktor ini telah menyebabkan penggunaannya secara meluas dalam pelbagai industri. Sebagai contoh, peranti helium-neon telah menemui aplikasi dalam operasi meratakan dan pelarasan yang dilakukan dalam operasi lombong, dalam pembinaan kapal, serta dalam pembinaan pelbagai struktur. Di samping itu, ciri-ciri laser helium-neon sesuai digunakan dalam mengatur komunikasi optik, dalam pembangunan bahan holografik dan giroskop kuantum. Tidak terkecuali dari segi faedah praktikal danlaser gas argon, aplikasi yang menunjukkan kecekapan dalam bidang pemprosesan bahan. Khususnya, peranti sedemikian berfungsi sebagai pemotong batu keras dan logam.
Ulasan laser gas
Jika kami menganggap laser dari sudut sifat operasi yang berfaedah, ramai pengguna menyedari kearaharah yang tinggi dan kualiti keseluruhan pancaran cahaya. Ciri-ciri sedemikian boleh dijelaskan oleh sebahagian kecil herotan optik, tanpa mengira keadaan suhu ambien. Bagi keburukan, voltan yang besar diperlukan untuk membuka kunci potensi media gas. Di samping itu, laser dan peranti gas helium-neon berdasarkan campuran karbon dioksida memerlukan sejumlah besar kuasa elektrik untuk disambungkan. Tetapi, seperti yang ditunjukkan oleh amalan, hasilnya membenarkan dirinya sendiri. Kedua-dua peranti berkuasa rendah dan peranti dengan potensi kuasa tinggi digunakan.
Kesimpulan
Kemungkinan campuran pelepasan gas dari segi penggunaannya dalam sistem laser masih kurang dikuasai. Walau bagaimanapun, permintaan untuk peralatan tersebut telah berjaya berkembang untuk masa yang lama, membentuk niche yang sepadan dalam pasaran. Laser gas telah menerima pengedaran terbesar dalam industri. Ia digunakan sebagai alat untuk pemotongan mata dan tepat bahan pepejal. Tetapi terdapat juga faktor yang menghalang penyebaran peralatan tersebut. Pertama, ini adalah haus pantas asas elemen, yang mengurangkan ketahanan peranti. Kedua, terdapat keperluan yang tinggi untuk menyediakan nyahcas elektrik,diperlukan untuk membentuk rasuk.
