¿Qué tipos de láseres hay? (Parte 2)

Mayoríaláseres se componen de tres partes: un sistema de excitación, un medio láser y un resonador óptico. Un sistema de excitación es un dispositivo que produce energía luminosa, energía eléctrica o energía química, como una fuente de alimentación láser. En la actualidad, los medios de excitación utilizados incluyen principalmente iluminación, electricidad o reacción química. Los medios láser son sustancias que pueden producir láser, como rubíes, vidrio de neodimio, gas neón, semiconductores, tintes orgánicos, etc.⑧⑨

3. Clasificados por modo de operación(Continúa en la Parte 1)

⑤ láser de modo bloqueado, este es un tipo especial de láser que utiliza tecnología de modo bloqueado, sus características de trabajo están determinadas por la relación de fase entre los diferentes modos longitudinales en el resonador, por lo que una serie de pulsos ultracortos de láser (ancho de pulso 10 ~ 10 segundos) se puede obtener una secuencia en el mismo intervalo de tiempo, si se utiliza además la tecnología de conmutación óptica rápida especial. También se puede seleccionar un solo pulso de láser ultracorto del tren de pulso anterior (consulte la técnica de bloqueo del modo láser).

⑥Láser monomodo y de frecuencia estabilizada, el láser monomodo se refiere al uso de una cierta tecnología de modo limitado en un solo modo transversal o un solo estado de funcionamiento longitudinal del láser, el láser de frecuencia estabilizada se refiere al uso de ciertas medidas de control automático Para hacer que la longitud de onda o frecuencia de salida del láser sea estable en un cierto rango de precisión de dispositivos láser especiales, en algunos casos, también se puede convertir en un dispositivo láser especial con operación monomodo y control automático de estabilidad de frecuencia (ver tecnología de estabilización de frecuencia láser ).

⑦En los láseres sintonizables, en circunstancias normales, la longitud de onda de salida del láser es fija, pero después del uso de una tecnología de sintonización especial, la longitud de onda del láser de salida de algunos láseres se puede cambiar de forma continua y controlada dentro de un cierto rango, esta clase de láser se denomina láseres sintonizables (ver tecnología de sintonización láser).

4. Según los diferentes rangos de longitud de onda del láser de salida, varios tipos de láser se pueden dividir en los siguientes tipos.

①Para los láseres de infrarrojo lejano, el rango de longitud de onda de salida está entre 25 y 1000 micras, y la salida de láser de algunos láseres de gas molecular y láseres de electrones libres cae en esta región.

②Láser infrarrojo medio se refiere a un dispositivo láser cuya longitud de onda láser de salida está en la región infrarroja media (2,5 ~ 25 micras), representada por láser de gas molecular CO (10,6 micras) y láser de gas molecular CO (5 ~ 6 micras).

③Los láseres de infrarrojo cercano se refieren a dispositivos láser cuya longitud de onda láser de salida está en la región del infrarrojo cercano (0.75 ~ 2.5 micrones), representada por láseres de estado sólido dopados con neodimio (1.06 micras), láseres de diodo semiconductor de CaAs (alrededor de 0,8 micras) y algunos láseres de gas.

④ El láser visible se refiere a una clase de dispositivos láser cuya longitud de onda láser de salida se encuentra en la región espectral visible (4000 ~ 7000 angstrom o 0,4 ~ 0,7 micras). Están representados por láseres de rubí (6943 angstroms), láseres de He-ne (6328 angstroms), láseres de iones de argón (4880 angstroms, 5145 angstroms), láseres de iones de criptón (4762 angstroms, 5208 angstroms, 5682 angstroms, 6471 angstroms) y algunos láseres de colorante sintonizables.

⑤El rango de longitud de onda del láser de salida está en la región espectral ultravioleta cercana (2000 ~ 4000 angstroms), representada por láser de nitrógeno molecular (3371 angstroms), láser excimer de fluoruro de xenón (XeF) (3511 angstroms, 3531 angstroms), láser excimer de fluoruro de criptón (KrF) (2490 angstroms) y algunos láseres de colorante sintonizables

⑥Láser ultravioleta de vacío, su rango de longitud de onda láser de salida en la región espectral ultravioleta de vacío (50 ~ 2000 angstroms) está representado por (H) láser molecular (1644 ~ 1098 angstroms), láser excimer de xenón (Xe) (1730 angstroms).

⑦Láser de rayos X se refiere a la longitud de onda de salida en la región del espectro de rayos X (0.01 ~ 50 angstroms) El sistema láser de rayos X suave se ha desarrollado con éxito, pero aún se encuentra en la etapa de exploración.

5. Principio de funcionamiento del láser:

Además del láser de electrones libres, el principio básico de funcionamiento de todo tipo de láseres es el mismo, la condición indispensable para la generación de láser es la inversión del número de partículas y la ganancia sobre la pérdida, por lo que el componente indispensable del dispositivo tiene la excitación. (o de bombeo), con niveles de energía metaestables del medio de trabajo de dos partes. La excitación es la excitación del medio de trabajo al estado excitado después de absorber energía extraña, creando condiciones para realizar y mantener la inversión del número de partículas. Hay incentivos ópticos, incentivos eléctricos, incentivos químicos e incentivos nucleares, etc. El medio de trabajo tiene un nivel de energía metaestable para que la radiación estimulada domine, logrando así la amplificación de la luz. Un componente común de un láser es un resonador, pero el resonador (ver resonador óptico) no es un componente esencial, y el resonador puede hacer que los fotones en la cavidad tengan una frecuencia, fase y dirección de operación constantes, de modo que el láser Tiene buena directividad y coherencia. Además, puede acortar bien la longitud de la sustancia de trabajo y también puede ajustar el modo del láser generado cambiando la longitud del resonador (es decir, selección de modo), por lo que el láser general tiene un resonador.

6. Láser de tres componentes

① Material de trabajo Este es el núcleo del láser, solo el material que puede lograr la transición del nivel de energía puede usarse como material de trabajo del láser. En la actualidad, hay varios tipos de sustancias que funcionan con láser, y la longitud de onda del láser ha sido desde rayos X hasta luz infrarroja. Por ejemplo, en un láser de amoníaco, los dos niveles de energía del átomo de la atmósfera se invierten con la ayuda de los átomos de amoníaco.

② Luz de energía de excitación) Su función es dar energía a la sustancia de trabajo, es decir, la energía externa del átomo excitado desde un nivel bajo a un nivel alto. El método para realizar la inversión de población mediante la irradiación de la sustancia de trabajo con una luz intensa se denomina método de bomba óptica. Por ejemplo, los láseres de rubí utilizan linternas de alta potencia para irradiar rubíes (sustancias de trabajo) para lograr la reversión de la población de partículas, lo que da como resultado las condiciones para la generación de láser. Por lo general, puede haber energía luminosa, energía térmica, energía eléctrica, energía química, etc.

③ Resonador óptico Esta es una parte importante del láser, su función es hacer que la radiación excitada del material de trabajo sea continua, la segunda es acelerar continuamente el fotón; El tercero es limitar la dirección de salida del láser.

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