Laser soliede: bedryfsbeginsels, aansoek

Hierdie artikel toon wat die bronne van monochromatiese straling en wat is die voordele van 'n vaste-toestand laser oor ander vorme. Hier word ons vertel hoe daar 'n generasie van samehangende bestraling, waarom pols toestel meer kragtige, wat nodig is gravure. Daar word ook beskou as drie vereiste laser element en hoe dit werk.

bandteorie

Voordat ons praat oor hoe om die laser werk (vaste stof, byvoorbeeld), moet jy 'n paar van die fisiese model oorweeg. Uit die skool lesse onthou wat die elektrone rondom die kern gerangskik is in spesifieke bane of energievlakke. As tot ons beskikking nie een atoom, en 'n baie, dit is, oorweeg ons enige drie-dimensionele liggaam, en daar is 'n probleem.

Volgens die Pauli beginsel, in hierdie liggaam met een en dieselfde energie kan slegs een elektron wees. So selfs die kleinste graan bevat 'n groot aantal atome. Die natuur het in hierdie geval baie grasieuse uitgang - die energie van elke elektron energie verskil van 'n aangrensende aan 'n baie klein, byna te onderskei bedrag. In hierdie geval al elektrone van een vlak van "gedruk" in 'n enkele energie band. 'N gebied waarin is geleë verste vanaf die kern elektrone, genoem valensie. Volg haar area het 'n hoër energie. Dit elektrone vryelik te beweeg, en dit is die geleidingsband genoem.

Emissie en absorpsie

Enige laser (vastetoestand, gas, chemiese) werk op die beginsels van elektron oorgang van een sone na 'n ander. As jou liggaam is blootgestel aan die lig, die foton om 'n elektron gee genoeg krag om hy in 'n hoër energie toestand was. Aan die ander kant, wanneer 'n elektron vanaf die geleidingsband na die valensie, dit straal 'n foton. As die materiaal is 'n halfgeleier of 'n isolator, die valensie en geleidingsband word geskei deur 'n interval waarin geen vlak. Gevolglik kan elektrone nie daar wees. Hierdie interval is die band gaping genoem. As die foton het genoeg energie, spring die elektrone te oorkom hierdie interval.

generasie

Die werksbeginsel van die vastetoestand laser is gebaseer op die feit dat die stof in die verbode sone geskep 'n sogenaamde omgekeerde laag. Electron leeftyd op hierdie vlak is hoër as tydens sy verblyf in die geleidingsband. So, in 'n sekere tydperk van die tyd op dit "versamel" elektrone. Dit staan bekend as besettingsomkering. Wanneer hierdie vlak deur stippellyn elektrone, die foton verby die gewenste golflengte, dit veroorsaak dat die gelyktydige generasie van 'n groot aantal identiese lengte en fase van liggolwe. Dit wil sê, die elektrone stortvloed alles op een slag teen die grond staat, die opwekking van 'n balk van monochromatiese fotone voldoende hoë krag. Dit sal opgemerk word dat die grootste probleem van die eerste laser ontwikkeling was om so 'n kombinasie van stowwe vind waarvoor sou moontlik besettingsomkering van een van die vlakke wees. Die eerste werk medium legeringstaal Ruby.

Die samestelling van die laser

Vastetoestand laser op die belangrikste komponente is anders as die ander spesies. Die werkende vloeistof, waarin die besettingsomkering van een van die vlakke, deur 'n ligbron verlig. Dit staan bekend as die pomp. dit kan dikwels 'n normale gloeilamp of 'n gas ontladingsbuis wees. Twee parallelle uitbreiding einde van die werkende vloeistof (vastetoestand laser kristal aanvaar, gas - 'n vakuum atmosfeer) vorm 'n stelsel van spieëls, of 'n optiese resonator. Dit versamel in die bundel net diegene fotone wat parallel met die uitlaat is. Gepomp vastetoestand lasers kom tipies via flits lampe.

Soorte vaste-toestand lasers

Afhangende van die modus van die laserstraal uitset onderskei deurlopende en pulsed lasers. Elkeen van hulle gebruik en het sy eie kenmerke. Die belangrikste verskil - gepols vastetoestand lasers het 'n hoër kapasiteit. Sedert vir elke skoot fotone soos "hei", dan een pols in staat is om 'n hoër energie lewer as deurlopende ossillasie vir dieselfde tydperk. Hoe kleiner die pols hou, hoe meer kragtige elke "skoot". Op die oomblik is, is dit tegnologies moontlik om 'n bou femtosekonde laser. Een van sy pols duur ongeveer 10 ^-15 sekondes. Sulke afhanklikheid is wat verband hou met die feit dat die bevolking van die omgekeerde prosesse soos hierbo beskryf duur baie baie klein. Hoe langer die behoefte om te wag voordat jy "skiet" laser, hoe meer elektrone het nie tyd om die omgekeerde vlak te verlaat. Gevolglik is die verminderde konsentrasie en foton energie van die uitset balk.

laser gravure

Die patrone op die oppervlak van die metaal en glas items versier met die daaglikse lewe 'n persoon se lewe. Hulle kan meganies chemies of deur laser toegepas word,. Laasgenoemde metode is die mees moderne. Sy voordele bo ander metodes soos volg. Sedert 'n direkte impak op die werk oppervlak is nie teenwoordig is, is dit byna onmoontlik om die ding te beskadig in die proses van die toepassing van 'n patroon of inskripsie. Die laserstraal brand baie vlak groef: oppervlak gegraveer met die oorblyfsels glad en dus is die ding nie beskadig en sal langer hou. In die geval van metaal laserstraal verander die struktuur van materie, en die woorde sal nie vervaag vir baie jare. As die ding versigtig gebruik word, nie dompel dit in suur of vervorm, dan 'n paar generasies van patroon op dit akkuraat behoue gebly. Laser gravure is die beste om te kies 'n vaste-toestand te skakel vir twee redes: die prosesse in vastestowwe is makliker om te bestuur, en dit is optimaal vir die verhouding van uitset en pryse.

installasie

Gravure, is daar spesiale installasie. In bykomend tot die direkte laser, hulle bestaan uit 'n meganiese gids, waarin laser beweeg, en monitering toerusting (rekenaar). Laser masjien word gebruik in baie sektore van menslike aktiwiteit. Bo ons het gepraat oor die versiering van die alledaagse items. Geregistreer eetgerei, aanstekers, bril, horlosies vir 'n lang tyd sal in die familie bly en sal herinner word aan die gelukkige oomblikke.

Maar nie net binnelandse maar ook industriële goedere vereis laser gravure. Groot plante, soos motor, vrygestel besonderhede van groot getalle: honderde duisende of miljoene. Elke item moet gemerk word - wanneer en wat dit geskep. Beter manier as laser gravure, om nie, release tyd vind, sal die diens lewe lank wees, selfs vir die bewegende dele, wat die risiko van skuur verhoog. Laser masjien, in hierdie geval moet gekenmerk word deur 'n hoë kapasiteit en veiligheid. Na alles, as die gravure ten minste 'n fraksie van 'n persent verandering van die eienskappe van die metaal dele, dit kan verskillend reageer op eksterne stimuli. Byvoorbeeld, 'n onderbreking in die punt van die toepassing van die inskripsie. Maar, wat geskik is vir huishoudelike gebruik eenvoudiger en goedkoper installasie.