Laseri põhimõtted ja tüübid

Põhimõtted ja tüübidlaser
Mis on laser?
LASER (valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse abil); Parema ettekujutuse saamiseks vaadake allolevat pilti:

Kõrgema energiatasemega aatom läheb spontaanselt üle madalamale energiatasemele ja kiirgab footoni, seda protsessi nimetatakse spontaanseks kiirguseks.
Populaarset mõistet võib mõista järgmiselt: maapinnal olev pall on oma kõige sobivamas asendis, kui väline jõud (nn pumpamine) lükkab palli õhku. Hetkel, kui väline jõud kaob, langeb pall kõrgelt kõrguselt alla ja vabastab teatud hulga energiat. Kui pall on kindel aatom, siis see aatom kiirgab ülemineku ajal kindla lainepikkusega footoni.

Laserite klassifikatsioon
Inimesed on omandanud laseri genereerimise põhimõtte ja hakanud arendama erinevaid lasereid. Töödeldava materjali järgi saab neid jagada gaaslaseriks, tahkekehalaseriks, pooljuhtlaseriks jne.
1, gaaslaseri klassifikatsioon: aatom, molekul, ioon;
Gaasilaseri töötava ainena on gaas või metalliaur, mida iseloomustab laseri väljundi lai lainepikkuste vahemik. Kõige levinum on CO2-laser, milles CO2-d kasutatakse töötava ainena, et genereerida elektrilaengu ergutamise teel 10,6 µm infrapunane laser.
Kuna gaaslaseri töötav aine on gaas, on laseri üldine struktuur liiga suur ja gaaslaseri väljundlainepikkus liiga pikk, ei ole materjali töötlemise jõudlus hea. Seetõttu eemaldati gaaslaserid turult kiiresti ja neid kasutati ainult teatud spetsiifilistes valdkondades, näiteks teatud plastdetailide lasermärgistamisel.
2, tahke laserklassifikatsioon: rubiin, Nd:YAG jne;
Tahkiselaseri töömaterjal on rubiin, neodüümklaas, ütriumalumiiniumgranaat (YAG) jne, mis on väike kogus ioone, mis on ühtlaselt integreeritud materjali kristalli või klaasi maatriksiks ja mida nimetatakse aktiivseteks ioonideks.
Tahkislaser koosneb töötavast ainest, pumpamissüsteemist, resonaatorist ning jahutus- ja filtreerimissüsteemist. Alloleval pildil keskel olev must ruut on laserkristall, mis näeb välja nagu hele läbipaistev klaas ja koosneb haruldaste muldmetallidega legeeritud läbipaistvast kristallist. See on haruldaste muldmetallide aatomi eriline struktuur, mis moodustab valgusallika valgustamisel osakeste populatsiooni inversiooni (lihtsalt öeldes lükatakse maapinnal olevad paljud pallid õhku) ja seejärel kiirgab footoneid, kui osakesed muutuvad, ja kui footonite arv on piisav, moodustub laser. Selleks, et tagada kiiratava laseri väljund ühes suunas, on olemas täispeeglid (vasak lääts) ja poolpeegeldavad väljundpeeglid (parem lääts). Kui laser väljub, tekib teatud optilise konstruktsiooni kaudu laserenergia.

3, pooljuhtlaser
Pooljuhtlaserite puhul võib seda lihtsalt mõista kui fotodioodi, milles on PN-siire ja teatud voolu lisamisel tekib pooljuhis elektrooniline üleminek, mis vabastab footoneid, mille tulemuseks on laser. Kui pooljuhi poolt vabanev laserenergia on väike, saab väikese võimsusega pooljuhtseadet kasutada pumbaallikana (ergastusallikana).kiudlaser, nii moodustubki kiudlaser. Kui pooljuhtlaseri võimsust suurendatakse veelgi nii palju, et seda saab otse materjalide töötlemiseks suunata, saab sellest otsepooljuhtlaser. Praegu on turul olevad otsepooljuhtlaserid jõudnud 10 000-vatise tasemeni.

Lisaks eelpoolmainitud mitmetele laseritele on inimesed leiutanud ka vedellaserid, tuntud ka kui kütuselaserid. Vedellaserid on mahult ja töömaterjalilt keerukamad kui tahked ained ning neid kasutatakse harva.