Birinchi lazerlar bir necha o'n yillar oldin paydo bo'lgan va hozirgi kunga qadar bu segment eng yirik kompaniyalar tomonidan targ'ib qilinmoqda. Ishlab chiquvchilar uskunaning tobora ko‘proq yangi funksiyalarini olishmoqda, bu esa foydalanuvchilarga undan amalda yanada samarali foydalanish imkonini bermoqda.
Qattiq holatdagi yoqut lazeri ushbu turdagi eng istiqbolli qurilmalardan biri hisoblanmaydi, lekin uning barcha kamchiliklariga qaramay, u ishlayotgan bo'shliqlarni topadi.
Umumiy ma'lumot
Ruby lazerlari qattiq holatda ishlaydigan qurilmalar toifasiga kiradi. Kimyoviy va gaz hamkasblari bilan solishtirganda, ular kamroq quvvatga ega. Bu elementlarning xarakteristikalaridagi farq bilan izohlanadi, buning natijasida nurlanish ta'minlanadi. Misol uchun, xuddi shu kimyoviy lazerlar yuzlab kilovatt quvvatga ega yorug'lik oqimlarini yaratishga qodir. Yaqut lazerini ajratib turadigan xususiyatlar orasida monoxromatiklikning yuqori darajasi, shuningdek nurlanishning kogerentligi mavjud. Bundan tashqari, ba'zi modellar kosmosda yorug'lik energiyasining ortib borayotgan konsentratsiyasini ta'minlaydi, bu plazmani nur bilan isitish orqali termoyadro sintezi uchun etarli.
Nomidan koʻrinib turibdiki, inlazerning faol muhiti silindr shaklida taqdim etilgan yoqut kristalidir. Bunday holda, novda uchlari maxsus tarzda parlatiladi. Yaqut lazeri u uchun maksimal mumkin bo'lgan nurlanish energiyasini ta'minlashi uchun kristalning tomonlari bir-biriga nisbatan tekislik-parallel holatga kelguncha qayta ishlanadi. Shu bilan birga, uchlari elementning o'qiga perpendikulyar bo'lishi kerak. Ba'zi hollarda, qandaydir tarzda ko'zgu vazifasini bajaradigan uchlari qo'shimcha ravishda dielektrik plyonka yoki kumush qatlami bilan qoplangan.
Ruby lazer qurilmasi
Qurilma rezonatorli kamerani, shuningdek, kristall atomlarini qo'zg'atuvchi energiya manbasini o'z ichiga oladi. Fleshli aktivator sifatida xenon chirog'i ishlatilishi mumkin. Yorug'lik manbai silindrsimon shaklga ega bo'lgan rezonatorning bir o'qi bo'ylab joylashgan. Boshqa o'qda yoqut elementi joylashgan. Qoida tariqasida, uzunligi 2-25 sm bo'lgan novdalar ishlatiladi.
Rezonator deyarli barcha yorug'likni chiroqdan kristallga yo'n altiradi. Shuni ta'kidlash kerakki, barcha ksenon lampalar yuqori haroratlarda ishlashga qodir emas, bu esa kristalning optik pompalanishi uchun zarurdir. Shu sababli, ksenon yorug'lik manbalarini o'z ichiga olgan ruby lazer qurilmasi doimiy ishlash uchun mo'ljallangan, bu ham impuls deb ataladi. Rodga kelsak, u odatda sun'iy sapfirdan tayyorlanadi, uni ishlash talablariga javob berish uchun mos ravishda o'zgartirish mumkin.lazer.
Lazer printsipi
Qurilma chiroqni yoqish orqali yoqilganda, kristaldagi xrom ionlari darajasining oshishi bilan inversiya effekti yuzaga keladi, buning natijasida chiqarilgan fotonlar sonining ko'chkisi boshlanadi. Bunday holda, rezonatorda teskari aloqa kuzatiladi, bu qattiq novda uchlaridagi oyna sirtlari bilan ta'minlanadi. Tor yoʻn altirilgan oqim shu tarzda hosil boʻladi.
Pulsning davomiyligi, qoida tariqasida, 0,0001 s dan oshmaydi, bu neon chaqnash vaqtiga nisbatan qisqaroqdir. Ruby lazerining impuls energiyasi 1 J ni tashkil qiladi. Gaz qurilmalarida bo'lgani kabi, yoqut lazerining ishlash printsipi ham qayta aloqa effektiga asoslanadi. Bu shuni anglatadiki, yorug'lik oqimining intensivligi optik rezonator bilan o'zaro ta'sir qiluvchi nometall tomonidan saqlanib qola boshlaydi.
Lazer rejimlari
Ko'pincha yoqutli tayog'li lazer millisekundlik qiymatga ega bo'lgan eslatib o'tilgan impulslarni shakllantirish rejimida qo'llaniladi. Uzoqroq faol vaqtga erishish uchun texnologiyalar optik nasos energiyasini oshiradi. Bu kuchli flesh lampalar yordamida amalga oshiriladi. Chiroqda elektr zaryadining paydo bo'lish vaqti tufayli pulsning o'sish maydoni tekislik bilan tavsiflanganligi sababli, yoqut lazerining ishlashi faol elementlar sonidan oshib ketgan paytlarda biroz kechikish bilan boshlanadi. chegara qiymatlari.
Ba'zida ham borimpuls ishlab chiqarishning buzilishi. Bunday hodisalar ma'lum vaqt oralig'ida quvvat ko'rsatkichlarining pasayishidan keyin, ya'ni quvvat potentsiali chegara qiymatidan pastga tushganda kuzatiladi. Ruby lazer nazariy jihatdan uzluksiz rejimda ishlashi mumkin, ammo bunday operatsiya dizaynda kuchliroq lampalardan foydalanishni talab qiladi. Aslida, bu holda, ishlab chiquvchilar gaz lazerlarini yaratishda bir xil muammolarga duch kelishadi - yaxshilangan xususiyatlarga ega element bazasidan foydalanishning maqsadga muvofiq emasligi va natijada qurilmaning imkoniyatlarini cheklash.
Koʻrishlar
Tekshiruv effektining afzalliklari aks sado bermaydigan ulanishga ega lazerlarda yaqqol namoyon boʻladi. Bunday dizaynlarda qo'shimcha ravishda tarqaladigan element qo'llaniladi, bu esa uzluksiz chastota spektrini chiqarishga imkon beradi. Q-switched ruby lazer ham ishlatiladi - uning dizayni sovutilgan va sovutilmagan ikkita rodni o'z ichiga oladi. Harorat farqi to'lqin uzunligi bo'yicha angstromlarga bo'lingan ikkita lazer nurlarining shakllanishiga imkon beradi. Bu nurlar impulsli razryad orqali porlaydi va ularning vektorlari hosil qilgan burchak kichik qiymat bilan farqlanadi.
Ruby lazer qayerda ishlatiladi?
Bunday lazerlar past samaradorlik bilan ajralib turadi, lekin ular issiqlik barqarorligi bilan ajralib turadi. Bu fazilatlar lazerlarni amaliy qo'llash yo'nalishlarini belgilaydi. Bugungi kunda ular golografiyani yaratishda, shuningdek, operatsiyalarni bajarish zarur bo'lgan sohalarda qo'llaniladiteshiklarni teshish. Bunday qurilmalar payvandlash ishlarida ham qo'llaniladi. Masalan, sun'iy yo'ldosh aloqalarini texnik ta'minlash uchun elektron tizimlar ishlab chiqarishda. Yaqut lazer tibbiyotda ham o'z o'rnini topdi. Ushbu sanoatda texnologiyani qo'llash yana yuqori aniqlikdagi ishlov berish imkoniyati bilan bog'liq. Bunday lazerlar steril skalpellarni almashtirish sifatida ishlatiladi, bu esa mikrojarrohlik operatsiyalarini amalga oshirish imkonini beradi.
Xulosa
Ruby faol muhitga ega lazer bir vaqtning o'zida ushbu turdagi birinchi operatsion tizim bo'ldi. Ammo gaz va kimyoviy plomba moddalari bilan muqobil qurilmalarning rivojlanishi bilan uning ishlashi ko'plab kamchiliklarga ega ekanligi ayon bo'ldi. Va bu yoqut lazerining ishlab chiqarish nuqtai nazaridan eng qiyinlaridan biri ekanligi haqida gapirmaslik kerak. Uning ishchi xususiyatlari ortib borishi bilan strukturani tashkil etuvchi elementlarga talablar ham ortadi. Shunga ko'ra, qurilmaning narxi ham oshadi. Biroq, yoqut-kristalli lazer modellarini ishlab chiqish, boshqa narsalar qatori, qattiq holatdagi faol muhitning o'ziga xos fazilatlari bilan bog'liq bo'lgan o'ziga xos sabablarga ega.
