Laser pertama muncul beberapa dekad yang lalu, dan sehingga hari ini segmen ini dipromosikan oleh syarikat terbesar. Pembangun mendapat lebih banyak ciri baharu peralatan, membolehkan pengguna menggunakannya dengan lebih berkesan dalam amalan.
Laser delima keadaan pepejal tidak dianggap sebagai salah satu peranti paling menjanjikan jenis ini, tetapi untuk semua kekurangannya, ia masih menemui ceruk dalam operasi.
Maklumat am
Laser ruby tergolong dalam kategori peranti keadaan pepejal. Berbanding dengan bahan kimia dan gas, mereka mempunyai kuasa yang lebih rendah. Ini dijelaskan oleh perbezaan ciri-ciri unsur-unsur, yang disebabkan oleh sinaran yang disediakan. Sebagai contoh, laser kimia yang sama mampu menghasilkan fluks cahaya dengan kuasa ratusan kilowatt. Antara ciri yang membezakan laser delima adalah tahap monokromatik yang tinggi, serta koheren sinaran. Di samping itu, sesetengah model memberikan peningkatan kepekatan tenaga cahaya di angkasa, yang cukup untuk pelakuran termonuklear dengan memanaskan plasma dengan pancaran.
Seperti namanya, dalammedium aktif laser adalah kristal ruby, dibentangkan dalam bentuk silinder. Dalam kes ini, hujung rod digilap dengan cara yang istimewa. Agar laser delima memberikan tenaga sinaran maksimum yang mungkin untuknya, sisi kristal diproses sehingga kedudukan selari satah dicapai secara relatif antara satu sama lain. Pada masa yang sama, hujung mestilah berserenjang dengan paksi unsur. Dalam sesetengah kes, hujungnya, yang bertindak sebagai cermin dalam beberapa cara, juga ditutup dengan filem dielektrik atau lapisan perak.
Peranti laser ruby
Peranti ini termasuk ruang dengan resonator, serta sumber tenaga yang mengujakan atom kristal. Lampu kilat xenon boleh digunakan sebagai pengaktif denyar. Sumber cahaya terletak di sepanjang satu paksi resonator yang mempunyai bentuk silinder. Pada paksi yang lain ialah elemen delima. Sebagai peraturan, rod dengan panjang 2-25 cm digunakan.
Resonator menghalakan hampir semua cahaya dari lampu ke kristal. Perlu diingatkan bahawa tidak semua lampu xenon dapat beroperasi pada suhu tinggi, yang diperlukan untuk pengepaman optik kristal. Atas sebab ini, peranti laser ruby, yang termasuk sumber cahaya xenon, direka untuk operasi berterusan, yang juga dipanggil berdenyut. Bagi rod, ia biasanya diperbuat daripada nilam tiruan, yang boleh diubah suai dengan sewajarnya untuk memenuhi keperluan prestasi untuklaser.
Prinsip laser
Apabila peranti diaktifkan dengan menghidupkan lampu, kesan penyongsangan berlaku dengan peningkatan tahap ion kromium dalam kristal, akibatnya peningkatan salji dalam bilangan foton yang dipancarkan bermula. Dalam kes ini, maklum balas diperhatikan pada resonator, yang disediakan oleh permukaan cermin di hujung batang pepejal. Beginilah cara aliran terarah sempit dijana.
Tempoh nadi, sebagai peraturan, tidak melebihi 0.0001 s, yang lebih pendek berbanding dengan tempoh denyar neon. Tenaga nadi laser ruby adalah 1 J. Seperti dalam kes peranti gas, prinsip operasi laser ruby juga berdasarkan kesan maklum balas. Ini bermakna bahawa keamatan fluks cahaya mula dikekalkan oleh cermin yang berinteraksi dengan resonator optik.
Mod Laser
Lazimnya, laser dengan rod ruby digunakan dalam mod pembentukan denyutan yang disebutkan dengan nilai milisaat. Untuk mencapai masa aktif yang lebih lama, teknologi meningkatkan tenaga pengepaman optik. Ini dilakukan melalui penggunaan lampu kilat yang berkuasa. Oleh kerana medan pertumbuhan nadi, disebabkan oleh masa pembentukan cas elektrik dalam lampu kilat, dicirikan oleh kerataan, operasi laser delima bermula dengan sedikit kelewatan pada saat-saat apabila bilangan unsur aktif melebihi nilai ambang.
Kadang-kadang ada jugagangguan penjanaan impuls. Fenomena sedemikian diperhatikan pada selang waktu tertentu selepas penurunan dalam penunjuk kuasa, iaitu, apabila potensi kuasa jatuh di bawah nilai ambang. Laser delima secara teorinya boleh beroperasi dalam mod berterusan, tetapi operasi sedemikian memerlukan penggunaan lampu yang lebih berkuasa dalam reka bentuk. Sebenarnya, dalam kes ini, pembangun berhadapan dengan masalah yang sama seperti semasa mencipta laser gas - ketidakcekapan menggunakan asas elemen dengan ciri yang dipertingkatkan dan, akibatnya, mengehadkan keupayaan peranti.
Paparan
Faedah kesan maklum balas paling ketara dalam laser dengan gandingan bukan resonan. Dalam reka bentuk sedemikian, unsur serakan juga digunakan, yang memungkinkan untuk memancarkan spektrum frekuensi berterusan. Laser ruby Q-switched juga digunakan - reka bentuknya termasuk dua batang, disejukkan dan tidak disejukkan. Perbezaan suhu membolehkan pembentukan dua pancaran laser, yang dipisahkan oleh panjang gelombang menjadi angstrom. Rasuk ini bersinar melalui nyahcas berdenyut, dan sudut yang dibentuk oleh vektornya berbeza dengan nilai yang kecil.
Di manakah laser delima digunakan?
Laser sedemikian dicirikan oleh kecekapan yang rendah, tetapi ia dibezakan oleh kestabilan terma. Kualiti ini menentukan arah penggunaan praktikal laser. Hari ini mereka digunakan dalam penciptaan holografi, serta dalam industri di mana ia diperlukan untuk melaksanakan operasimenebuk lubang. Peranti sedemikian juga digunakan dalam operasi kimpalan. Sebagai contoh, dalam pembuatan sistem elektronik untuk sokongan teknikal komunikasi satelit. Laser delima juga telah mendapat tempatnya dalam bidang perubatan. Aplikasi teknologi dalam industri ini sekali lagi disebabkan oleh kemungkinan pemprosesan ketepatan tinggi. Laser sedemikian digunakan sebagai pengganti pisau bedah steril, membolehkan operasi mikrosurgikal.
Kesimpulan
Laser dengan medium aktif ruby pada satu masa menjadi sistem pengendalian pertama jenis ini. Tetapi dengan pembangunan peranti alternatif dengan pengisi gas dan kimia, menjadi jelas bahawa prestasinya mempunyai banyak kelemahan. Dan ini belum lagi fakta bahawa laser delima adalah salah satu yang paling sukar dari segi pembuatan. Apabila sifat kerjanya meningkat, keperluan untuk unsur-unsur yang membentuk struktur juga meningkat. Sehubungan itu, kos peranti juga meningkat. Walau bagaimanapun, pembangunan model laser kristal delima mempunyai sebab tersendiri, yang berkaitan, antara lain, dengan kualiti unik medium aktif keadaan pepejal.
