Lasertechnology is fan alle kanten yn it libben fan minsken kommen, mar d'r binne in protte soarten lasergenerators, elk mei ferskillende golflingten en ferskillende skaaimerken, sadat de tapassingsfjilden ek ferskillend binne. Ik leau dat de measte minsken in bytsje hoofdpijn hawwe as se it oer de yngewikkelde soarten lasergenerators hawwe. Dêrom gearfettet en ferklearret dit artikel ien foar ien de funksjes en praktyske tapassingen fan ferskate soarten lasergenerators.
Neffens ferskate wurkmedia binne lasergenerators ferdield yn 6 typen: fêste-stof, gas, kleurstof, diode, glêstried en frije-elektronenlasergenerators. Dêrûnder binne in protte ûnderferdielingen fan fêste-stof- en gaslasers. Utsein frije-elektronenlasers binne de basiswurkprinsipes fan ferskate lasers itselde, ynklusyf pompboarne, optyske resonator en fersterkingsmedium.
Solid State Laser Generator
Yn fêste-steat lasergenerators wurdt ljocht oer it algemien brûkt as de pompboarne, en it kristal of glês dat ljocht generearje kin wurdt wurkmateriaal neamd. It materiaal bestiet út in matriks en in aktivearre ion. It matriksmateriaal soarget foar in geskikte bestean en wurkomjouwing foar it aktivearre ion, en it aktivearre ion foltôget it lasergeneraasjeproses. Faak brûkte aktive ionen binne benammen oergongsmetaalionen, lykas chromium, kobalt, nikkel en oare ionen en seldsume ierdmetaalionen, lykas neodymiumionen. De spegels bedekt mei diëlektryske films wurde brûkt as resonatorspegels, wêrfan ien in folsleine spegel is en de oare in heale spegel. By it brûken fan ferskate aktivearre ionen, ferskate matriksmaterialen en ferskillende golflingten fan ljochteksitaasje, sille ferskate lasers fan ferskillende golflingten útstjoerd wurde.
De lasergolflingte dy't útfiert wurdt troch de ruby-lasergenerator is 694.3 nm, en de fotoelektryske konverzjerate is leech, mar 0.1%. De fluoreszinte libbensdoer is lykwols lang, wat geunstich is foar enerzjyopslach, en it kin in hege pulspeakkrêft útjaan. De laser dy't generearre wurdt troch in ruby-stêf mei in dikte fan in pinnekearn en in lange finger kin maklik de izeren plaat penetrearje. Foar it ûntstean fan effisjintere YAG-lasersystemen waarden ruby-lasersystemen in soad brûkt yn laser ferrinnen en boarjen. Derneist wurdt 694nm ljocht maklik opnommen troch melanine, sadat rubylasers ek brûkt wurde by de behanneling fan pigmentearre letsels (hûdflekken).
Troch syn kristaleigenskippen hat de Ti:Sapphire-lasergenerator in breed ynstelber berik (dat is it ynstelbere golflingteberik), en kin ljocht útstjoere mei in golflingte fan 660nm-1200nm as nedich. Yn kombinaasje mei de folwoeksenheid fan frekwinsjeferdûbelingstechnology (dy't de frekwinsje fan ljocht ferdûbelje kin, dat is de golflingte halvearje), kin it golflingteberik útwreide wurde nei 330nm-600nm. Titanium-sapphire-lasersystemen wurde brûkt yn femto2nd-spektroskopie, net-lineair optysk ûndersyk, generaasje fan wyt ljocht, generaasje fan terahertz-weagen, ensfh., en hawwe ek tapassingen yn medyske skientme.
YAG is de ôfkoarting fan yttrium aluminium granaat, dat is op it stuit de bêste laserkristalmatrix. Nei't it dope is mei neodymium (Nd), kin it útstjoere 1064nm ljocht, en it maksimale trochgeande útfierfermogen kin 1000w berikke. Yn 'e begjintiid waard in inerte gasflitslampe brûkt as pompboarne, mar de flitslampepompmetoade hat in breed spektraal berik, minne oerienkomst mei it absorpsjespektrum fan it fersterkingsmedium, en in grutte termyske lading, wat resulteart yn in lege fotoelektryske konverzjesnelheid. Dat no kin mei it brûken fan LD (Laser Diode) pompen hege effisjinsje, hege krêft en lange libbensdoer berikt wurde. Nd:YAG-lasergenerators kinne brûkt wurde by de behanneling fan hemangiomen en tumorgroei remme. De termyske skea oan it weefsel is lykwols net-selektyf. By it koagulearjen fan 'e bloedfetten fan' e tumor sil de oermjittige enerzjy ek it omlizzende normale weefsel beskeadigje, en it is maklik om littekens efter te litten nei operaasje. Dêrom wurdt Nd:YAG-laser meast brûkt yn sjirurgy, gynaecology, KNO, en minder yn dermatology.
Yb: YAG, Ytterbium (Yb) wurdt dopeare yn YAG, dat ljocht fan 1030 nm útstjoere kin. De pompgolflingte fan Yb:YAG is 941 nm, wat tige ticht by de útfiergolflingte leit, wat in kwantumeffisjinsje fan 91.4% fan 'e pomp berikke kin, en de waarmte dy't troch de pomp generearre wurdt, wurdt ûnderdrukt oant binnen ... 10% (it measte fan 'e ynfierenerzjy wurdt omset yn útfierenerzjy, wêrfan in lyts part waarmte wurdt, wat betsjut dat de konverzje-effisjinsje tige heech is), dat is 25% oant 30% fan Nd:YAG. Yb:YAG is ien fan 'e meast oantreklike fêste-steat lasermedia wurden, en LD-pompte hege-krêft Yb:YAG fêste-steat lasergenerators binne in nij ûndersykshotspot wurden, en wurde beskôge as ien fan 'e wichtichste rjochtingen foar ûntwikkeling fan hege-effisjinsje, hege-krêft fêste-steat lasergenerators.
Neist de boppesteande twa kin YAG ek dope wurde mei holmium (Ho), erbium (Er), ensfh. Ho:YAG produseart eachfeilige 2097nm en 2091nm lasers, benammen foar optyske kommunikaasje, radar en medyske tapassingen. Er:YAG jout ljocht út fan 2.9 μm, en it minsklik lichem hat in hege absorptionssnelheid fan dizze golflingte, wat in grut tapassingspotinsjeel hat foar laserchirurgie en fasskulêre sjirurgy.
Gaslasergenerator
Gaslasergenerators binne lasersystemen dy't gas brûke as fersterkingsmedium, meastal troch it pompen fan gasûntladingen. De soarten gassen omfetsje atomêre gassen (helium-neon, edelgas-ionen en metaaldamp), molekulêre gassen (stikstof en koalstofdiokside), eksimeergassen, en wurde oanfierd troch gemyske reaksjes.
De HeNe-lasergenerator (HeNe) brûkt in mingsel fan 75% of mear He en 15% of minder Ne as fersterkingsmedium. Ofhinklik fan 'e wurkomjouwing kin it grien (543.5nm), giel (594.1nm), oranje (612.0nm), read (632.8nm) en 3 soarten tichtby-ynfraread ljocht (1152nm, 1523nm en 3391nm) útstjoere, wêrfan read ljocht (632.8nm) it meast brûkt wurdt. De strielútfier fan 'e HeNe-lasergenerator hat in Gaussyske ferdieling, en de strielkwaliteit is tige stabyl. Hoewol it fermogen net heech is, hat it goede prestaasjes op it mêd fan presyzjemjitting.
De gewoane edelgaslasergenerators binne argon-ionen (Ar+) en krypton-ionen (Kr+). De enerzjykonverzje kin oant 0.6% berikke, en it kin kontinu en stabyl in útfierfermogen fan 30-50w foar in lange tiid leverje, en de libbensdoer is mear as 1000 oeren. Benammen brûkt yn laserdisplays, Raman-spektroskopie, holografy, net-lineare optyk en oare ûndersyksfjilden, lykas medyske diagnoaze, printsjen fan kleurskieding, metrologyske materiaalferwurking en ynformaasjeferwurking.
Metaaldamplasergenerators nimme koperdamp as foarbyld. De koperdamplasergenerator jout benammen grien ljocht (510.5nm) en giel ljocht (578.2nm) út, dat in gemiddelde krêft fan 100w en in pykkrêft fan 100kw berikke kin. Syn wichtichste tapassingsgebiet is de pompboarne fan kleurstoflasergenerators. Derneist kin it ek brûkt wurde foar hege-snelheid flitsfotografy, grutskermprojektor-tv en materiaalferwurking.
De stikstofmolekulêre lasergenerator brûkt stikstof as fersterkingsmedium, dat ultraviolet ljocht fan 337.1 nm, 357.7 nm en 315.9 nm útstjoere kin, en it pykfermogen kin 45 kW berikke. It kin brûkt wurde as in pompljochtboarne foar organyske kleurstoflasergenerators, en wurdt ek in soad brûkt yn laserskieding fan isotopen, fluoreszinsjediagnoaze, ultrasnelle fotografy, fersmoargingsdeteksje, medyske en sûnenssoarch, en lânboufokkerij. Omdat syn koarte golflingte makliker te fokusjen is om in lytse flek te krijen, kin it ek brûkt wurde om submikronkomponinten te ferwurkjen.
It fersterkingsmedium dat brûkt wurdt yn 'e CO2 lasergenerator is koalstofdiokside mingd mei helium en stikstof, dy't fier-ynfraread ljocht kin útstjoere sintraal op golflingten fan 9.6 μm en 10.6 μm. De generator hat in hege enerzjykonverzjesnelheid, it útfierfermogen kin fariearje fan ferskate watt oant tsientûzenen watt, en de ekstreem hege strielkwaliteit makket de CO2 lasergenerator dy't in soad brûkt wurdt yn materiaalferwurking, wittenskiplik ûndersyk, nasjonale ferdigening en medisinen. Jo sille ferskate moetsje CO2 laser cutters en laser gravuere foar it gravearjen en snijden fan hout, MDF, tripleks, stof, lear, glês, plestik en acryl yn jo deistich libben en bedriuw.
Eksimeren binne ynstabile molekulen dy't fol binne mei mingsels fan ferskate edelgassen en halogeengassen yn 'e resonator om lasers fan ferskate golflingten te generearjen. De eksitaasje wurdt meastentiids berikt troch relativistyske elektronenstrielen (enerzjy grutter as 200 keV) of troch transversale rappe pulsûntladingen. As de ynstabile molekulêre bannen fan 'e eksimer yn 'e oanstutsen steat brutsen wurde en dissosiearre wurde yn atomen yn 'e grûnsteat, wurdt de enerzjy fan 'e oanstutsen steat frijjûn yn 'e foarm fan laserstrieling. It wurdt in soad brûkt yn medyske, optyske kommunikaasje, healgeleiderdisplays, ôfstânswaarneming, laserwapens en oare fjilden.
In gemyske lasergenerator is in spesjaal type gaslasersysteem dat de enerzjy dy't frijkomt troch in gemyske reaksje brûkt om dieltsjenûmerinverzje te realisearjen. De measten fan harren wurkje yn molekulêre oergongsmodus, en it typyske golflingteberik leit yn it spektrale gebiet fan tichtby ynfraread oant midden-ynfraread. De wichtichste binne wetterstoffluoride (HF) en deuteriumfluoride (DF) apparaten. De earste kin mear as 15 spektrale linen útstjoere tusken 2.6 en 3.3 mikron; de lêste hat sawat 25 spektrale linen tusken 3.5 en 4.2 mikron. Beide apparaten binne op it stuit by steat ta multi-megawatt-útfier. Fanwegen syn enoarme enerzjy wurdt it oer it algemien brûkt yn kearntechnyk en militêre fjilden.
Kleurstoflasergenerator
Kleurstoflasergenerators brûke in organyske kleurstof as lasermedium, meastentiids in floeibere oplossing. Kleurstoflasergenerators kinne oer it algemien brûkt wurde oer in breder skala oan golflingten as gasfoarmige en fêste-steat lasermedia. Harren brede bânbreedte makket se benammen geskikt foar ôfstimmbere en pulsearre lasergenerators. Fanwegen syn koarte mediumlibben en beheinde útfierkrêft wurdt it lykwols yn prinsipe ferfongen troch golflingte-ôfstimmbere fêste-steatlasers lykas titaniumsaffier.
Diodelasergenerator
In diodelasergenerator is in lasersysteem dat healgeleidermaterialen brûkt as wurkstof. Der binne 3 oanstjoeringsmodi: elektryske ynjeksje, elektronenstriel-oanstjoering en optyske pompen. Lytse grutte, lege priis, hege effisjinsje, lange libbensdoer, leech enerzjyferbrûk, kin brûkt wurde yn elektroanyske ynformaasje, laserprintsjen, laserpointer, optyske kommunikaasje, laser-tv, lytse laserprojektor, elektroanyske ynformaasje, yntegreare optyk en oare fjilden.
Fiber Laser Generator
In glêstriedlasergenerator ferwiist nei in type lasersysteem dat glêstried mei seldsume ierde-eleminten dope brûkt as fersterkingsmedium. It wurdt in soad brûkt yn metaal- en net-metalen printsjen, markearjen, gravearjen, boarjen, snijden, skjinmeitsjen, lassen (solderen, wetterblussen, bekleding en djip lassen), militêr, definsje en feiligens, medyske apparatuer, grutte ynfrastruktuer, en as in pomp foar oare laserboarnen. Jo sille moetsje. fiber laser gravuere foar personalisearre teksten en patroanen, fiber laser cutters foar metaalferwurking, glêstriedlaserreinigingsmasines foar it fuortheljen fan roest, it strippen fan ferve en it fuortheljen fan coatings, fiber laser welding masines foar metalen gewrichten yn jo libben.
Frije Elektronen Lasergenerator
In frije-elektronenlasergenerator is in nij type koherinte strielingsboarne mei hege krêft, oars as in tradisjonele lasergenerator. It hat gjin gas, floeistof of fêste stof nedich as wurkmateriaal, mar konvertearret de kinetyske enerzjy fan 'e hege-enerzjy-elektronenstriel direkt yn koherinte strielingsenerzjy. Dêrom kin ek beskôge wurde dat de wurkstof fan 'e frije-elektronenlasergenerator frije elektroanen binne. It hat in rige poerbêste skaaimerken lykas heech fermogen, hege effisjinsje, in breed oanbod fan golflingteôfstimming en in tiidstruktuer fan ultrakoarte pulsen. Utsein dit is der gjin lasergenerator dy't dizze funksjes tagelyk hawwe kin. It hat flinke perspektiven op it mêd fan natuerkundich ûndersyk, laserwapens, laserfúzje, fotogemy en optyske kommunikaasje.
