لیزر جامد: اصول عامل، نرم افزار

این مقاله نشان می دهد که منابع تابش تک رنگ و چه مزایای استفاده از یک لیزر حالت جامد بیش از انواع دیگر هستند. در اینجا ما گفت چگونه است یک نسل از اشعه منسجم، به همین دلیل دستگاه پالس های قوی تر، حکاکی آنچه مورد نیاز است وجود دارد. نیز وجود دارد در نظر گرفته سه عنصر لیزر لازم است و چگونه کار می کند.

نظریه گروه

قبل از اینکه ما در مورد چگونه به کار لیزر (حالت جامد، به عنوان مثال) صحبت می کنید، شما باید برخی از مدل فیزیکی در نظر بگیرید. از درس های مدرسه یکی از به یاد که الکترونها به دور هسته می در مدار خاص و یا سطح انرژی مرتب شده اند. اگر در اختیار ما نیست یک اتم، و بسیاری، این است که، ما هر بدن سه بعدی در نظر بگیریم، یک مشکل وجود دارد.

با توجه به اصل پائولی، در این بدن با یک و همان انرژی می تواند تنها یک الکترون میباشد. بنابراین حتی کوچکترین دانه حاوی تعداد زیادی از اتم. به، مقدار بسیار کمی تقریبا غیرقابل تشخیص انرژی هر انرژی الکترون متفاوت از مجاور - طبیعت است در این مورد یافت خروج بسیار دلپذیر است. در این مورد همه الکترونهای یک سطح از به یک گروه انرژی واحد "فشرده". یک منطقه که در آن بسیاری از دور از الکترونهای مرکزی واقع شده است، به نام ظرفیت. دنبال منطقه او دارای یک انرژی بالاتر است. این الکترونها حرکت آزادانه، و آن را به نام باند هدایت.

انتشار و جذب

هر لیزری (حالت جامد، گاز، شیمیایی) کار می کند بر اساس اصول انتقال الکترون از یک منطقه به دیگری. اگر بدن شما به معرض نور قرار گیرد فوتون به الکترون می دهد قدرت به اندازه کافی برای او در حالت انرژی بالاتر بود. برعکس، هنگامی که یک الکترون از باند هدایت به ظرفیت منتقل شده باشد، یک فوتون ساطع می کند. اگر مواد نیمه هادی و یا یک عایق است، ظرفیت و نوار رسانش توسط یک بازه ی زمانی که در آن هیچ سطح جدا شده است. بر این اساس، الکترون نمی تواند وجود داشته باشد. این فاصله زمانی است که به نام شکاف باند. اگر فوتون انرژی کافی، الکترونها این فاصله غلبه بر.

نسل

اصل عامل از لیزر حالت جامد است که در واقعیت است که ماده در منطقه ممنوع یک لایه به اصطلاح وارونه ایجاد شده است استوار است. طول عمر الکترونی در این سطح بالاتر از طول اقامت خود در باند هدایت است. بنابراین، در یک دوره معینی از زمان بر روی آن "جمع" الکترون. این وارونگی جمعیت نامیده می شود. هنگامی که این سطح توسط الکترون نقطه چین، فوتون طول موج مورد نظر عبور می کند، باعث می شود که نسل به طور همزمان از تعداد زیادی از طول یکسان و فاز امواج نور. این است که، الکترونها بهمن همه در یک بار به حالت پایه، تولید یک پرتو فوتون تک رنگ قدرت به اندازه کافی بالا است. لازم به ذکر است که مشکل اصلی از توسعه لیزر برای اولین بار بود برای پیدا کردن چنین ترکیبی از مواد که امکان پذیر خواهد بود وارونگی جمعیت یکی از سطوح. اولین کار یاقوت آلیاژ فولاد متوسط.

ترکیب لیزر

لیزر حالت جامد در اجزای اصلی متفاوت از گونه های دیگر است. سیال، که در آن وارونی جمعیت از یکی از سطوح، روشن شده توسط یک منبع نور. آن را به نام پمپاژ. اغلب می تواند یک لامپ رشته ای معمولی یا یک لوله تخلیه گاز باشد. دو موازی پایان گسترش از مایع کار (کریستال لیزر حالت جامد فرض، گاز - یک فضای خلاء) شکل یک سیستم از آینه، یا تشدید کننده نوری. آن را در پرتو فقط آن دسته از فوتون که به موازات خروجی هستند را جمع آوری. لیزرهای حالت جامد پمپ معمولا از طریق لامپ فلش رخ می دهد.

انواع لیزرهای حالت جامد

بسته به حالت خروجی پرتو لیزر تشخیص لیزر مستمر و پالس. هر کدام از آنها استفاده می شود و دارای ویژگی های خاص آن است. تمرکز محصولات اصلی: تفاوت - پالس لیزر حالت جامد دارای ظرفیت بالاتر است. از آنجا که برای هر فوتون شات مانند "ستون"، و سپس یک پالس قادر به ارائه انرژی بالاتری نسبت به نوسان مداوم برای مدت زمان مشابه است. کوچکتر پالس طول می کشد، قوی تر از هر "شات". در حال حاضر، آن است که فن آوری ممکن برای ساخت یک لیزر فمتوثانیه. یکی از پالس آن در حدود 10 ^-15 ثانیه طول می کشد. چنین وابستگی به این واقعیت که جمعیت این فرآیند معکوس که در بالا توضیح بسیار بسیار کوچک طول می کشد مربوط می شود. دیگر نیاز به صبر کنید، "شلیک" لیزر، الکترونهای بیشتری هم به ترک سطح را وارونه کرده اند. بر این اساس، غلظت و فوتون کاهش انرژی پرتو خروجی.

حکاکی لیزری

الگوها در سطح فلز و شیشه ای تزئین شده با زندگی روزمره یک فرد است. آنها را می توان اعمال مکانیکی، شیمیایی و یا توسط لیزر است. روش دوم از مدرن ترین است. مزایای آن بیش از روشهای دیگر شرح زیر است. از آنجا که تاثیر مستقیم بر روی سطح کار وجود ندارد، آن را تقریبا غیر ممکن است به آسیب چیزی که در روند استفاده از یک الگوی یا ثبت نام. سوختگی پرتو لیزر بسیار کم عمق شیار: سطح حکاکی با باقی مانده را صاف و، بنابراین، چیزی است که آسیب دیده و طولانی تر خواهد شد. در مورد پرتو لیزر فلز تغییر ساختار ماده، و کلمات نمی خواهد برای سالهای زیادی محو شدن است. اگر چیزی استفاده با دقت، آن را در اسید فرو نبرید و یا تغییر شکل، پس از آن چندین نسل از الگوی بر روی آن دقت حفظ شده است. حکاکی لیزری بهتر است برای انتخاب سوئیچینگ حالت جامد به دو دلیل: فرآیندهای در مواد جامد هستند ساده تر برای مدیریت، و آن را بهینه برای نسبت ستانده و قیمت می باشد.

نصب

حکاکی، هستند نصب و راه اندازی خاص وجود دارد. علاوه بر لیزر مستقیم، آنها از یک راهنمای مکانیکی تشکیل شده است، که در آن حرکت می کند لیزر، و تجهیزات مانیتورینگ (کامپیوتر). دستگاه لیزر در بسیاری از بخش های فعالیت های انسانی استفاده می شود. در بالا ما در مورد تزئین اقلام روزمره صحبت کردیم. ثبت کارد و چنگال، فندک، عینک، ساعت برای مدت زمان طولانی در خانواده باقی می ماند و خواهد شد از لحظات شاد به یاد.

با این حال، نه تنها کالاهای داخلی بلکه صنعتی نیاز به حکاکی لیزری. صدها نفر از هزاران یا میلیون ها: گیاهان بزرگ، از قبیل خودرو، جزئیات تعداد زیادی منتشر شده است. هر کدام از اقلام باید مشخص شده باشد - که و که آن را ایجاد کرده است. راه بهتر از حکاکی لیزری، برای پیدا کردن غیر، زمان انتشار، عمر طولانی حتی برای قطعات متحرک، که به افزایش خطر ابتلا به سایش باشد. دستگاه لیزر، در این مورد باید با ظرفیت بالا و ایمنی مشخص می شود. پس از همه، اگر حکاکی حداقل کسری از درصد تغییر خواص از قطعات فلزی، می تواند متفاوت به محرک های خارجی واکنش نشان می دهند. به عنوان مثال، یک استراحت در نقطه اعمال کتیبه. با این حال، مناسب برای استفاده داخلی ساده تر و نصب و راه اندازی ارزان تر است.