Az első lézerek több évtizeddel ezelőtt jelentek meg, és a mai napig ezt a szegmenst népszerűsítik a legnagyobb cégek. A fejlesztők egyre több új funkcióval látják el a berendezést, ami lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy a gyakorlatban is hatékonyabban használják azt.
A szilárdtest-rubinlézert nem tartják az egyik legígéretesebb ilyen típusú eszköznek, de minden hiányossága ellenére működés közben még mindig talál rést.
Általános információ
A rubinlézerek a szilárdtestalapú eszközök kategóriájába tartoznak. A vegyi és gáz társaikhoz képest kisebb teljesítményűek. Ez az elemek jellemzőinek különbségével magyarázható, aminek következtében a sugárzás biztosított. Például ugyanazok a kémiai lézerek képesek több száz kilowatt teljesítményű fényáramot generálni. A rubinlézert megkülönböztető jellemzők közé tartozik a nagyfokú monokromatikusság, valamint a sugárzás koherenciája. Ezenkívül egyes modellek a fényenergia megnövekedett koncentrációját biztosítják a térben, ami elegendő a termonukleáris fúzióhoz a plazma sugárral történő melegítésével.
Amint a név is sugallja, inA lézer aktív közege egy henger formájában bemutatott rubinkristály. Ebben az esetben a rúd végeit speciális módon polírozzák. Annak érdekében, hogy a rubinlézer a lehető legnagyobb sugárzási energiát biztosítsa számára, a kristály oldalait addig dolgozzák fel, amíg egy síkpárhuzamos helyzetet nem érnek el egymáshoz képest. Ugyanakkor a végeknek merőlegesnek kell lenniük az elem tengelyére. Egyes esetekben a végeket, amelyek valamilyen módon tükörként működnek, dielektromos fóliával vagy ezüstréteggel borítják.
Ruby lézereszköz
A készülék tartalmaz egy rezonátoros kamrát, valamint egy energiaforrást, amely gerjeszti a kristály atomjait. Vakuaktivátorként xenon villanólámpa használható. A fényforrás a hengeres rezonátor egyik tengelye mentén helyezkedik el. A másik tengelyen a rubin elem található. Általában 2-25 cm hosszú rudakat használnak.
A rezonátor szinte az összes fényt a lámpából a kristályra irányítja. Meg kell jegyezni, hogy nem minden xenon lámpa képes megemelt hőmérsékleten működni, amely a kristály optikai pumpálásához szükséges. Emiatt a xenon fényforrásokat tartalmazó rubinlézeres készülék folyamatos működésre készült, amelyet impulzusnak is neveznek. Ami a botot illeti, általában mesterséges zafírból készül, amely megfelelően módosítható, hogy megfeleljen a teljesítménykövetelményeknek.lézer.
Lézerelv
Amikor az eszközt a lámpa bekapcsolásával aktiválják, inverziós hatás lép fel a kristályban lévő krómionok szintjének növekedésével, aminek következtében a kibocsátott fotonok számának lavina növekedése kezdődik. Ebben az esetben visszacsatolás figyelhető meg a rezonátoron, amelyet a tömör rúd végein lévő tükörfelületek biztosítanak. Így jön létre egy szűken irányított áramlás.
Az impulzus időtartama általában nem haladja meg a 0,0001 másodpercet, ami rövidebb egy neonvillanás időtartamához képest. A rubinlézer impulzusenergiája 1 J. Akárcsak a gázkészülékeknél, a rubinlézer működési elve is a visszacsatoló hatáson alapul. Ez azt jelenti, hogy a fényáram intenzitását az optikai rezonátorral kölcsönhatásba lépő tükrök kezdik fenntartani.
Lézer módok
Leggyakrabban rubin rúddal ellátott lézert használnak az említett ezredmásodperces értékű impulzusok képzési módjában. A hosszabb aktív idő elérése érdekében a technológiák növelik az optikai szivattyúzási energiát. Ez erős villanólámpák használatával történik. Mivel az impulzusnövekedési mezőt a villanólámpában az elektromos töltés kialakulásának ideje miatt laposság jellemzi, a rubinlézer működése némi késéssel indul azokban a pillanatokban, amikor az aktív elemek száma meghaladja a küszöbértékek.
Néha ilyenek is vannakaz impulzusgenerálás megzavarása. Az ilyen jelenségek bizonyos időközönként a teljesítményjelzők csökkenése után figyelhetők meg, vagyis amikor a teljesítménypotenciál a küszöbérték alá esik. A rubinlézer elméletileg folyamatos üzemmódban is működhet, de az ilyen működéshez erősebb lámpák használatára van szükség a tervezésben. Valójában ebben az esetben a fejlesztők ugyanazokkal a problémákkal szembesülnek, mint a gázlézerek létrehozásakor - a továbbfejlesztett jellemzőkkel rendelkező elemalap alkalmatlanságával, és ennek eredményeként az eszköz képességeinek korlátozásával.
Megtekintések
A visszacsatolási hatás előnyei a nem rezonáns csatolású lézereknél a legkifejezettebbek. Az ilyen kialakításokban egy szóróelemet is alkalmaznak, amely lehetővé teszi a folyamatos frekvenciaspektrum kisugárzását. Q-kapcsolós rubinlézert is használnak - kialakítása két rúdból áll, hűtött és hűtetlen. A hőmérséklet-különbség lehetővé teszi két lézersugár kialakulását, amelyeket a hullámhossz angströmökké választ el. Ezek a sugarak impulzus kisülésen keresztül világítanak, és a vektoraik által bezárt szög kis mértékben eltér.
Hol használják a rubinlézert?
Az ilyen lézereket alacsony hatásfok jellemzi, de a hőstabilitás jellemzi őket. Ezek a tulajdonságok határozzák meg a lézerek gyakorlati felhasználásának irányait. Manapság a holográfia létrehozásához használják, valamint olyan iparágakban, ahol ez szükséges műveletek elvégzéséhezlyukasztás. Az ilyen eszközöket hegesztési műveleteknél is használják. Például a műholdas kommunikáció műszaki támogatására szolgáló elektronikus rendszerek gyártása során. A rubinlézer az orvostudományban is megtalálta a helyét. A technológia alkalmazása ebben az iparágban ismét a nagy pontosságú feldolgozás lehetőségének köszönhető. Az ilyen lézereket a steril szikék helyettesítésére használják, lehetővé téve a mikrosebészeti műveleteket.
Következtetés
A rubin aktív közeggel rendelkező lézer egy időben lett az első ilyen típusú operációs rendszer. De a gáz- és vegyi töltőanyagokkal rendelkező alternatív eszközök kifejlesztésével nyilvánvalóvá vált, hogy teljesítményének számos hátránya van. És nem is beszélve arról, hogy a rubinlézer a gyártás szempontjából az egyik legnehezebb. Működési tulajdonságainak növekedésével a szerkezetet alkotó elemekkel szemben támasztott követelmények is növekednek. Ennek megfelelően az eszköz ára is nő. A rubinkristály lézermodellek fejlesztésének azonban megvannak a maga okai, amelyek többek között a szilárdtest aktív közeg egyedi tulajdonságaival kapcsolatosak.
