Катуу абалдагы лазер: иштөө принциби, колдонулушу
Катуу абалдагы лазер: иштөө принциби, колдонулушу

Video: Катуу абалдагы лазер: иштөө принциби, колдонулушу

Video: Катуу абалдагы лазер: иштөө принциби, колдонулушу
Video: 생활병 92강. 삶의 공격으로 만드는 염증과 질병. Inflammation and disease produced in life. 2024, Май
Anonim

Бул макалада монохроматтык нурлануунун булактары жана катуу абалдагы лазердин башка түрлөрүнөн кандай артыкчылыктары бар экенин көрсөтөт. Бул когеренттүү нурлануунун генерациясынын кантип пайда болоорун, импульстук аппарат эмне үчүн күчтүүрөөк экенин, эмне үчүн гравюра керек экенин айтат. Ошондой эле лазердин үч негизги элементи жана анын иштеши талкууланат.

Зона теориясы

Лазердин (мисалы, катуу абал) кандайча иштеши жөнүндө айтуудан мурун, кээ бир физикалык моделдерди карап чыгуу керек. Ар бир адам мектеп сабактарынан электрондор атом ядросунун айланасында белгилүү орбиталарда же энергетикалык деңгээлде жайгашканын эстейт. Эгерде биздин колубузда бир атом эмес, көп болсо, башкача айтканда, кандайдыр бир көлөмдүү денени карасак, анда бир кыйынчылык туулат.

Паули принцибине ылайык энергиясы бирдей берилген денеде бир гана электрон болушу мүмкүн. Болгондо да эң кичинекей кум данында да абдан көп атом бар. Бул учурда, жаратылыш абдан жарашыктуу чыгуунун жолун тапты - ар биринин энергиясыэлектрон кошунасынын энергиясынан өтө аз, дээрлик айырмалангыс сан менен айырмаланат. Бул учурда бирдей деңгээлдеги бардык электрондор бир энергетикалык тилкеге «кысылган». Ядродон эң алыс электрондор жайгашкан зонаны валенттик зонасы деп аташат. Андан кийинки зонанын энергиясы жогору. Анда электрондор эркин кыймылдашат жана ал өткөргүч тилке деп аталат.

катуу абалдагы лазер
катуу абалдагы лазер

Эмиссия жана жутуу

Ар кандай лазер (катуу абалдагы, газ, химиялык) электрондун бир зонадан экинчи зонага өтүү принциптеринде иштейт. Эгерде жарык денеге түшсө, фотон электронго аны жогорку энергетикалык абалга келтирүү үчүн жетиштүү күч берет. Жана тескерисинче: электрон өткөргүч зонадан валенттик тилкеге өткөндө бир фотонду чыгарат. Эгерде зат жарым өткөргүч же диэлектрик болсо, валенттүүлүк жана өткөргүч тилкелер бир эле деңгээли жок интервал менен бөлүнөт. Демек, электрондор ал жерде болушу мүмкүн эмес. Бул интервал диапазон деп аталат. Эгерде фотон жетиштүү энергияга ээ болсо, анда электрондор бул аралыктан секирип өтүшөт.

лазердик машина
лазердик машина

Муун

Катуу абалдагы лазердин иштөө принциби заттын тилкелик тилкесинде тескери деңгээл деп аталган нерсенин түзүлүшүнө негизделген. Бул деңгээлдеги электрондун өмүрү өткөргүч тилкеде өткөргөн убакыттан узунураак. Ошентип, белгилүү бир убакыттын ичинде, анын үстүндө электрондор "чогултат". Бул тескери популяция деп аталат. Мындай деңгээлден өткөндө чекит коюлганэлектрондор, каалаган толкун узундуктагы фотон өтүп, ал бирдей узундуктагы жана фазадагы көп сандагы жарык толкундарынын бир убакта пайда болушуна себеп болот. Башкача айтканда, көчкүдөгү электрондор бир эле учурда негизги абалга өтүп, жетишерлик жогорку кубаттуулуктагы монохроматтык фотондор шооласын пайда кылышат. Белгилей кетчү нерсе, биринчи лазерди иштеп чыгуучулардын негизги көйгөйү - деңгээлдердин биринин тескери популяциясы мүмкүн болуучу заттардын мындай айкалышын издөө. Коюлган рубин биринчи жумушчу зат болуп калды.

катуу абалдагы лазердин иштөө принциби
катуу абалдагы лазердин иштөө принциби

Лазердик курамы

Катуу абалдагы лазер өзүнүн негизги компоненттери боюнча башка түрлөрүнөн айырмаланбайт. Деңгээлдердин биринин тескери калкы аткарылган жумушчу орган кандайдыр бир жарык булагы менен жарыктанат. Бул насос деп аталат. Көп учурда бул кадимки ысытуу лампа же газ чыгаруучу түтүк болушу мүмкүн. Жумушчу суюктуктун эки параллелдүү учу (катуу абалдагы лазер кристалл, газ лазери сейрек кездешүүчү чөйрөнү билдирет) күзгүлөр системасын же оптикалык резонаторду түзөт. Ал розеткага параллелдүү болгон фотондорду гана нурга чогултат. Катуу абалдагы лазерлер көбүнчө флеш лампалары менен сордурулат.

оюу лазер
оюу лазер

Катуу абалдагы лазерлердин түрлөрү

Лазердик нурдун чыгуу жолуна жараша үзгүлтүксүз жана импульстуу лазерлер бөлүнөт. Алардын ар бири колдонууну табат жана өзүнүн өзгөчөлүктөрүнө ээ. Негизги айырмасы импульстук катуу абалдагы лазерлердин кубаттуулугу жогору. Анткени ар бир ок үчүнфотондор "чогулганда" көрүнөт, анда бир импульс окшош убакыттын ичинде үзгүлтүксүз генерацияга караганда көбүрөөк энергия берүүгө жөндөмдүү. Импульс канчалык кыска созулса, ар бир "атуу" ошончолук күчтүү. Учурда фемтосекунддук лазерди куруу технологиялык жактан мүмкүн. Анын импульстарынын бири болжол менен 10-15 секундга созулат. Бул көз карандылык жогоруда сүрөттөлгөн кайра-популяция процесстеринин өтө, өтө аз созулушу менен байланыштуу. Лазердин "атылышына" чейин күтүүгө канчалык көп убакыт керек болсо, ошончолук көп электрондор тескери деңгээлден чыгууга убакыт табат. Демек, фотондордун концентрациясы жана чыгуу нурунун энергиясы азаят.

катуу абалдагы лазер насосу
катуу абалдагы лазер насосу

Лазердик оюу

Металл жана айнек буюмдардын бетиндеги оймо-чиймелер адамдын күнүмдүк жашоосун көркүнө келтирет. Алар механикалык, химиялык же лазер менен колдонулушу мүмкүн. Акыркы ыкма эң заманбап болуп саналат. Анын башка ыкмалардан артыкчылыгы төмөндөгүдөй. Дарылануучу бетине түздөн-түз таасири болбогондуктан, оюм-чийим же жазууну колдонуу процессинде бир нерсеге зыян келтирүү дээрлик мүмкүн эмес. Лазердик нур өтө тайыз оюктарды күйгүзөт: мындай оюу менен бети жылмакай бойдон калууда, бул нерсе бузулган эмес жана узакка созулат дегенди билдирет. Металл болсо, лазер нуру заттын түзүмүн өзгөртөт жана жазуу көп жылдар бою өчүрүлбөйт. Эгерде бир нерсе кылдаттык менен колдонулса, кислотага батырылбаса жана деформацияланбаса, анда бир нече муундар үчүн андагы үлгү сөзсүз сакталат. Гравюра үчүн катуу абалдагы импульстук лазерди эки себептен улам тандап алуу жакшы: катуу абалдагы процесстер.айдоо жеңил жана ал кубаттуулугу жана баасы боюнча оптималдуу.

импульстуу катуу абалдагы лазерлер
импульстуу катуу абалдагы лазерлер

Орнотуу

Гравюра үчүн атайын орнотуулар бар. Лазердин өзүнөн тышкары, алар лазер кыймылдай турган механикалык багыттоочулардан жана башкаруучу жабдуулардан (компьютер) турат. Лазердик машина адам ишинин көптөгөн тармактарында колдонулат. Жогоруда үй буюмдарын жасалгалоо жөнүндө сөз кылдык. Жеке идиш-аяктар, зажигалкалар, көз айнек, сааттар үй-бүлөдө көпкө сакталып, бактылуу көз ирмемдерди эске салат.

Бирок, тиричиликке гана эмес, өнөр жай товарларына да лазердик оюу керек. Автоунаа сыяктуу ири заводдор эбегейсиз көлөмдө тетиктерди чыгарышат: жүз миңдеген же миллиондогон. Ар бир мындай элемент белгилениши керек - аны качан жана ким жараткан. Лазердик гравюрадан жакшы жол жок: сандар, өндүрүш убактысы, кызмат кылуу мөөнөтү кыймылдаган бөлүктөрдө да узак убакыт бою сакталып калат, алар үчүн абразия коркунучу жогорулайт. Бул учурда лазердик машина жогорулаган күч, ошондой эле коопсуздук менен айырмаланышы керек. Анткени, гравюра металл тетиктин касиетин бир пайызга да өзгөртсө, ал сырткы таасирлерге башкача реакция кылышы мүмкүн. Мисалы, жазуу колдонулган жерде сындырып. Бирок, үйдө колдонуу үчүн жөнөкөй жана арзаныраак орнотуу ылайыктуу.

Сунушталууда: