ساختار اصلی لیزر

1. محیط کار لیزری

تولید لیزرها باید یک محیط کار مناسب را انتخاب کند که می تواند بدنه معمولی ، مایع ، جامد یا نیمه هادی باشد.در این محیط می توان جمعیت را معکوس کرد و شرایط لازم را برای به دست آوردن لیزر ایجاد کرد.بدیهی است که وجود سطوح پایدار انرژی برای تحقق جهان وارونگی جمعیت بسیار مفید است.تقریباً هزار نوع رسانه کار کننده وجود دارد و طول موج لیزری که می توان تولید کرد شامل طیف گسترده ای از مادون قرمز تا ماوراء بنفش خلاء است.

به عنوان هسته لیزر ، از دو قسمت تشکیل شده است: ذرات فعال شده (که همه آنها فلزی هستند) و ماتریس.ساختار سطح انرژی ذرات فعال شده ویژگی های طیفی و طول عمر فلورسانس لیزر را تعیین می کند.ماتریس عمدتاً ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مواد کار را تعیین می کند.با توجه به ساختار سطح انرژی ذرات فعال شده ، می توان آن را به یک سیستم سه سطحی (مانند لیزر یاقوتی) و یک سیستم چهار سطحی (مانند لیزر Er: YAG) تقسیم کرد.در حال حاضر ، عمدتا چهار نوع مصالح کار متداول وجود دارد: سیلندر (در حال حاضر بیشترین استفاده) ، صفحه تخت ، دیسک و لوله.

2. منابع تشویقی

برای ایجاد وارونگی جمعیت در محیط کار ، باید از روشی برای برانگیختن سیستم اتمی برای افزایش تعداد ذرات در سطح بالای انرژی استفاده کرد.به طور کلی می توان از تخلیه گاز استفاده کرد و از الکترونهای دارای انرژی جنبشی برای تحریک اتمهای متوسط ​​استفاده می شود که به آن تحریک الکتریکی می گویند.همچنین می توان از منابع نوری پالس برای روشنایی محیط کار استفاده کرد که به آن تحریک نوری می گویند.تحریک حرارتی ، تحریک شیمیایی و غیره وجود دارد.روشهای مختلف تشویقی بصری پمپاژ یا پمپاژ نامیده می شود.برای به دست آوردن پیوسته خروجی لیزر ، باید به طور مداوم "پمپ" شود تا ذرات بیشتری از سطوح انرژی بالاتر از ذرات سطح انرژی پایین تر نگه داشته شود.

3. سیستم تمرکز

حفره چگالشی دو عملکرد دارد ، یکی این است که منبع پمپ و محیط کار را به طور م coupleثر متصل می کند.دیگری تعیین توزیع چگالی نور پمپ بر روی مواد لیزر است ، در نتیجه بر یکنواختی ، واگرایی و اعوجاج نوری پرتو خروجی تأثیر می گذارد.مایع کار و منبع پمپ در محفظه غلظت نصب شده است ، بنابراین کیفیت محفظه غلظت به طور مستقیم بر کارایی و عملکرد پمپ تأثیر می گذارد.حفره کندانسور استوانه ای بیضوی رایج ترین لیزر کوچک حالت جامد است.

4. حفره نوری

از یک آینه بازتاب کلی و یک آینه انعکاسی جزئی تشکیل شده است ، این بخش مهمی از لیزر حالت جامد است.حفره رزونانس نوری علاوه بر ارائه بازخورد نوری مثبت برای حفظ نوسان مداوم لیزر برای ایجاد انتشار تحریک شده ، جهت و فرکانس پرتو نوسان را نیز محدود می کند تا از تک رنگی و هدایت بالای لیزر خروجی اطمینان حاصل شود.ساده ترین و پرکاربردترین رزوناتور نوری برای لیزرهای حالت جامد از دو آینه صفحه (یا آینه های کروی) در مقابل یکدیگر قرار گرفته است.

5. سیستم خنک کننده و فیلتر

سیستم های خنک کننده و فیلتر از تجهیزات کمکی ضروری برای لیزرها هستند.لیزرهای حالت جامد در حین کار اثرات حرارتی جدی تری ایجاد می کنند ، بنابراین معمولاً اقدامات خنک کننده انجام می شود.هدف اصلی خنک کردن مواد کار لیزر ، سیستم پمپ و حفره متمرکز برای اطمینان از استفاده عادی از لیزر و حفاظت از تجهیزات است.روشهای خنک کننده شامل خنک کننده مایع ، خنک کننده با گاز و خنک کننده با رسانایی است ، اما پرکاربردترین روش خنک کننده مایع است.به منظور بدست آوردن پرتو لیزر با تک رنگ بودن ، سیستم فیلتر نقش بسیار مهمی را ایفا می کند.سیستم فیلتر می تواند بیشتر نور پمپ و برخی از نورهای تداخل دیگر را فیلتر کند ، به طوری که لیزر خروجی تک رنگی بسیار خوبی دارد.