ساختار اصلی لیزر

1. محیط کار لیزر

تولید لیزر باید محیط کاری مناسبی را انتخاب کند که می تواند معمولی، مایع، جامد یا نیمه هادی باشد.وارونگی جمعیت را می توان در این محیط به دست آورد تا شرایط لازم برای به دست آوردن نور لیزر ایجاد شود.بدیهی است که وجود سطوح انرژی ناپایدار برای تحقق دنیای وارونگی جمعیت بسیار سودمند است.نزدیک به 1000 رسانه فعال وجود دارد، و طول موج های لیزری که می توان تولید کرد شامل طیف گسترده ای از خلاء فرابنفش و مادون قرمز دور است.

به عنوان هسته لیزر، از ذرات فعال (هر دو فلز) و ماتریس تشکیل شده است.ساختار سطح انرژی ذرات فعال شده مشخصه های طیفی و طول عمر فلورسانس لیزر و سایر ویژگی های لیزر را تعیین می کند و ماتریس عمدتاً خواص فیزیکی و شیمیایی ماده کار را تعیین می کند.با توجه به ساختار سطح انرژی ذرات فعال شده، می توان آن را به سیستم های سه سطحی (مانند لیزرهای یاقوتی) و سیستم های چهار سطحی (مانند لیزرهای Er:YAG) تقسیم کرد.چهار شکل متداول از مواد کار وجود دارد: استوانه ای (بیشترین استفاده در حال حاضر)، تخت، دیسکی و لوله ای.

2. منبع تشویقی

برای اینکه وارونگی عدد ذرات در محیط کار ظاهر شود، باید از روش خاصی برای تحریک سیستم اتمی استفاده کرد تا تعداد ذرات در سطح انرژی بالایی افزایش یابد.به طور کلی، تخلیه گاز را می توان برای استفاده از الکترون های با انرژی جنبشی برای تحریک اتم های محیط استفاده کرد که به آن تحریک الکتریکی می گویند.از منابع نور پالسی نیز می توان برای تابش محیط کار استفاده کرد که به آن تحریک نوری می گویند.و تحریک حرارتی، تحریک شیمیایی و غیره. انواع مختلفی از تحریک به صورت پمپاژ یا پمپاژ تجسم می شوند.برای به دست آوردن مداوم خروجی لیزر، لازم است دائماً "پمپ" انجام شود تا ذرات بیشتری در سطح انرژی بالا نسبت به سطح انرژی پایین تر حفظ شود.

3. سیستم تمرکز

دو عملکرد حفره متمرکز وجود دارد، یکی این است که به طور موثر منبع پمپ را با مواد کار متصل می کند.مورد دیگر تعیین توزیع چگالی نور پمپ بر روی مواد لیزر است که در نتیجه بر یکنواختی، واگرایی و اعوجاج نوری پرتو خروجی تأثیر می گذارد.هر دو ماده کار و منبع پمپ در حفره متراکم نصب می شوند، بنابراین کیفیت حفره غلیظ به طور مستقیم بر راندمان و عملکرد پمپاژ تأثیر می گذارد.حفره کندانسور استوانه ای شکل بیضوی بیشترین کاربرد را در لیزرهای کوچک حالت جامد دارد.

4. تشدید کننده نوری

این از آینه بازتاب کامل و آینه بازتاب جزئی تشکیل شده است که بخش مهمی از لیزر حالت جامد است.رزوناتور نوری علاوه بر ارائه بازخورد مثبت نوری برای حفظ نوسان پیوسته لیزر برای ایجاد تابش تحریک‌شده، جهت و فرکانس پرتو نوسانی را نیز محدود می‌کند تا از تک رنگی بالا و هدایت بالای لیزر خروجی اطمینان حاصل کند.تشدید کننده نوری ساده ترین و پرکاربردترین لیزر حالت جامد از دو آینه صفحه (یا آینه کروی) که در مقابل یکدیگر قرار گرفته اند تشکیل شده است.

5. سیستم خنک کننده و فیلتر

سیستم های خنک کننده و فیلتر دستگاه های کمکی ضروری برای لیزر هستند.لیزرهای حالت جامد هنگام کار اثرات حرارتی جدی ایجاد می کنند، بنابراین معمولاً اقدامات خنک کننده انجام می شود.این عمدتا برای خنک کردن مواد کار لیزر، سیستم پمپ و حفره متمرکز برای اطمینان از استفاده عادی از لیزر و محافظت از تجهیزات است.روش های خنک کننده شامل خنک کننده مایع، خنک کننده گازی و خنک کننده رسانایی است، اما در حال حاضر پرکاربردترین روش خنک سازی مایع است.برای به دست آوردن پرتو لیزر با تک رنگی بالا، سیستم فیلتر نقش مهمی ایفا می کند.سیستم فیلتر؟این می تواند بیشتر نور پمپ و برخی از نورهای تداخلی دیگر را فیلتر کند، به طوری که تک رنگی لیزر خروجی بسیار خوب است.