Laser bêst: bedriuwsfieringskosten prinsipes, applikaasje

Dit artikel lit sjen wat binne de boarnen fan monochromatic strieling en wat binne de foardielen fan in bêst-steat laser oer oare typen. Hjir binne wy ferteld hoe't der in generaasje fan gearhingjende strieling, wêrom Pulse apparaat machtiger, wat is nedich gravearjen. Der wurdt ek sjoen as trije nedich laser elemint en hoe't it wurket.

band teory

Foardat we prate oer hoe't betsjinje de laser (bêst steat, bygelyks), dan moatte rekken in pear fan 'e fysike model. Fan skoalle lessen men wit dat de elektroanen om de kearn binne oardere yn spesifike banen of enerzjy nivo. As by ús foldwaan net ien atoom, en in protte, dat is, wy beskôgje elk trijediminsjonaal fisueel liif, der is ien probleem.

Neffens de Pauli prinsipe, yn dit lichem mei ien en deselde enerzjy kin mar ien elektron. Sa ek de lytste nôt befettet in grut tal atomen. De natuer hat fûn yn dit gefal tige sierlike ôfslach - de enerzjy fan eltse elektron enerzjy oars in oangrinzjende nei in hiel lyts, hast ûnwerkenber bedrach. Yn dit gefal alle elektroanen fan ien nivo fan "drukte" ta ien enerzjy band. In gebiet wêryn't lizze fierste út de kearn elektroanen, neamd Valence. Folgje har gebiet hat in hegere enerzjy. It elektroanen bewege frij, en it hjit it conduction band.

Emission en absorption

Any laser (bêst-steat, gas, gemyske) wurket op 'e útgongspunten fan elektron oergong fan de iene sône nei in oare. As jo lichem is bleatsteld oan it ljocht, it foton ta in elektron jout genôch macht ta hy wie yn in heger enerzjy steat. Oarsom as in elektron is oerbrocht út de conduction band nei de Valence, it emits in foton. As de materiaal is in semiconductor of in isolator, de Valence en conduction band wurde skieden troch in ynterval wêrby't gjin nivo. Accordingly, elektroanen kin net wêze dêr. Dit ynterfal hjit de band kleau. As de foton hat genôch enerzjy, de elektroanen springe oerwûn dit ynterfal.

generaasje

It bestjoeringssysteem prinsipe fan de fêste-state laser is basearre op it feit dat de stof yn 'e ferbeane sône wurdt makke in saneamde inverted laach. Electron lifetime op dit nivo is heger as by syn ferbliuw yn 'e conduction band. Sa, yn in beskaat tiidsbestek derop "heapje" elektroanen. Dit hjit befolking omkearing. As dit nivo troch dotted elektroanen, it foton giet it gewenste golflingte, dan soarget de simultane generaasje fan in grut tal identike lingte en faze fan ljocht weagen. Dat is, de elektroanen binne avalanche allegear op ien kear nei de grûn steat, opwekken fan in beam fan monochromatic fotoanen heech genôch macht. Dêrby moat opmurken wurde dat de wichtichste probleem fan 'e earste Laser ûntwikkeling wie te finen sa'n kombinaasje fan stoffen foar dat soe mooglik befolking omkearing fan ien fan' e nivo. It earste wurkje medium alloy stielen ruby.

De gearstalling fan de laser

Solid-steat laser op de wichtichste ûnderdielen is oars fan de oare soarten. De wurkje vloeistof, wêryn de befolking omkearing fan ien fan 'e nivo' s, beljochte troch in ljocht boarne. It hjit poldergemaal. It kin faak in normale incandescent lampe of in gas discharge buis. Twa parallelle útwreidzjen ein fan de wurkjende floeistof (bêst-steat laser crystal derfan út, gas - in fakuüm sfear) foarmje in systeem fan spegels, of in optysk resonator. It sammelet yn de bondel allinne dy fotoanen dy't parallel oan de outlet. Pompt bêst-state lasers meastal komt fia flitser lampen.

Soarten fan bêst-steat lasers

Ôfhinklik fan 'e wize fan' e laser beam útfier ûnderskiede trochgeande en pulsed lasers. Elts fan harren wurdt brûkt en hat syn eigen skaaimerken. It wichtichste ferskil - pulsed bêst-state lasers hawwe in hegere kapasiteit. Sûnt foar eltse skot fotoanen lykas "piling", dan ien Pulse is by steat om te leverjen hegere enerzjy as trochgeande oscillation foar deselde tiid perioade. De lytsere de pols duorret, de mear krêftige elke "skot". Op it stuit, is it technologically mooglik te bouwen fan in femtosecond Laser. Ien fan syn pols duorret ûngefear 10 ^-15 sekonden. Sa'n ôfhinklikheid is besibbe oan it feit dat de befolking fan 'e tsjinoerstelde prosessen lykas hjirboppe beskreaun duorret hiel hiel lyts. Hoe langer it ferlet om wachtsje foar't jo "shoot" laser, hoe mear elektroanen hawwe tiid te ferlitte de inverted nivo. Accordingly, de fermindere konsintraasje en foton enerzjy fan de útfier beam.

laser gravuere

De patroanen op it oerflak fan metaal en glêzen items fersierd mei in persoan syn deistich libben. Se kinne tapast wurde meganysk, Kanuunat of troch laser. Dy lêste metoade is de meast moderne. Syn foardielen boppe oare metoaden as folget. Sûnt in direkte ynfloed op it wurk oerflak is net oanwêzich, it is hast ûnmooglik te beskeadigjen it ding yn it proses fan it oanbringen fan in patroan of in opskrift. De laser beam brandwonden tige ûndjip Groove: oerflak gravearre mei de oerbliuwsels glêd en, dêrom, it ding is net skansearre en sil duorje langer. Yn it gefal fan metalen laser beam feroaret it tige struktuer fan 'e matearje, en de wurden sille net fade in protte jierren. As de ding brûkt soarchfâldich, net ferdjipje it yn acid of ferfoarmjen, dan meardere generaasjes patroan derop sekuer bewarre bleaun. Laser gravuere is bêste om te kiezen foar in solide-steat skeakeljen om twa redenen: de prosessen yn fêste stoffen binne makliker te beheare, en it is optimaal foar de ferhâlding fan de útfier en prizen.

ynstallaasje

Gravuere, binne der spesjale ynstallaasje. Njonken direkte laser, se besteane út in meganyske gids, dêr't laser beweecht, en monitoaren apparatuer (kompjûter). Laser masine wurdt brûkt yn in protte sektoaren fan minsklike aktiviteit. Hjirboppe we praat oer decorating deistige items. Registrearre bestek, aanstekers, bril, horloazjes foar in lange tiid sil bliuwe yn 'e famylje en sil it sin brocht wurde fan' e lokkige mominten.

Lykwols net allinne ynlânske mar ek yndustriële guod easkje laser gravearjen. Grutte planten, lykas Automotive, útbrocht details fan grutte oantallen: hûnderttûzenen of miljoenen. Elts item moat wurde markearre - doe en it skoepen. Better manier dan laser gravuere, te finen net, loslitte tiid, de libbensdoer sil lang sels foar de oandwaanlike dielen, dy't ferhege it risiko op abrasion. Laser masine, yn dit gefal moat wurde karakterisearre troch hege kapasiteit en feiligens. Ommers, as de gravuere op syn minst in fraksje fan in persint feroaring 'e eigenskippen fan' e metalen ûnderdielen, kin reagearje oars nei eksterne prikels. Bygelyks, in breuk yn 'e punt fan de tapassing fan it opskrift. Lykwols, geskikt foar húshâldlike gebrûk ienfâldiger en goedkeaper ynstallaasje.