Principen för lasrar är baserad på stimulerad emission, ett koncept som först föreslogs av Einstein i början av 1900-talet. Huvudprocessen är som följer:
- Elektronövergång: Atomer eller molekyler i arbetsmediet får energi under påverkan av en pumpkälla (som elektrisk energi, ljusenergi, etc.), övergår från en låg energinivå till en hög energinivå och går in i ett exciterat tillstånd. Eftersom den höga energinivån är instabil övergår atomerna eller molekylerna spontant tillbaka till den låga energinivån och frigör fotoner i processen.
- Resonant Cavity Reflection: Dessa fotoner reflekteras fram och tillbaka i resonanshålan och interagerar med andra exciterade atomer eller molekyler i arbetsmediet, vilket utlöser mer stimulerad emission. Detta gör att antalet fotoner ökar abrupt, vilket resulterar i högintensivt, mycket monokromatiskt och extremt riktat laserljus.
Laser består huvudsakligen av tre delar: arbetsmediet, pumpkällan och resonanshåligheten.
- Arbetsmedium: Detta är grunden för lasergenerering. Den är sammansatt av ett aktivt medium som möjliggör inversion av befolkningen, såsom rubin, neodymglas eller koldioxidgas.
- Pumpkälla: Tillför energi till arbetsmediet, vilket inducerar stimulerad emission. Vanliga metoder inkluderar elektrisk excitation och optisk excitation.
- Resonanshålighet: Sammansatt av totala interna reflektionsspeglar och partiella interna reflektionsspeglar, ger den feedback och en oscillerande miljö för fotoner, vilket gör att de kan färdas fram och tillbaka flera gånger i kaviteten, vilket förstärker den stimulerade emissionseffekten och i slutändan bildar laserutgång.
Huvudskillnaden mellan singelmods- och multimodslasrar ligger i antalet lägen i utgångsstrålen.
- Enkellägeslaser: Stöder endast ett läge för ljusspridning. Den har hög strålkvalitet, bra riktning och koherens, en standard cirkulär strålpunkt och en liten divergensvinkel. Den är lämplig för högprecisionstillämpningar som laserinterferometrar och fiberoptisk kommunikation.
- Laser i flera lägen: Stöder flera lägen för ljusspridning. Den har en stor utgående stråldivergensvinkel, komplex strålform och intensitetsfördelning, och en kortare koherenslängd, men hög uteffekt. Den är lämplig för mindre krävande applikationer som materialbearbetning och laserbelysning.
Lasrar kallas gaussstrålar eftersom deras intensitetsfördelning över deras tvärsnitt ungefär överensstämmer med en Gaussisk funktion, vilket betyder att intensiteten är hög i mitten och gradvis minskar mot kanterna, uppvisar en klockformad kurva.
Denna fördelningskaraktäristik härrör från laserns självreproducerbarhet under dess bildning i resonanshåligheten; även efter diffraktion och utbredning bibehåller dess intensitetsfördelning en Gaussisk form. Gaussiska strålar har utmärkt fokuseringsprestanda och monokromaticitet, vilket effektivt minskar lägeskonkurrens och förbättrar strålkvaliteten, vilket gör dem allmänt använda inom design av optiska system, laserbearbetning och andra områden.
Laserklassificering Lasrar kan klassificeras på många sätt, varav ett är efter arbetsmediet:
- Solid-State-lasrar: Dessa använder fasta material som arbetsmedium, såsom neodymdopade aluminiumgranatlasrar (Nd:YAG). Dessa lasrar har vanligtvis hög effekt och god stabilitet och används i stor utsträckning inom industriell bearbetning, medicin och vetenskaplig forskning.
- Gaslasrar: Dessa använder gaser som arbetsmedium, såsom helium-neonlasrar (He-Ne) och koldioxidlasrar (CO2). Gaslasrar har breda tillämpningar i de synliga och infraröda spektralområdena.
- Flytande lasrar: Även känd som färglasrar, dessa använder organiska färglösningar som arbetsmedium. Deras våglängdsjustering ger dem unika fördelar inom vetenskaplig forskning och biomedicin.
- Halvledarlasrar: Dessa använder halvledarmaterial som arbetsmedium, såsom laserdioder. Dessa lasrar erbjuder fördelar i miniatyrisering och integration och används i stor utsträckning inom optisk kommunikation, laserutskrift och andra områden.
- Frielektronlasrar: Dessa använder höghastighetsfria elektronstrålar som arbetsmedium. De erbjuder ett brett utbud av uteffekt och våglängder, vilket gör dem lämpliga för högenergifysik och röntgenspektroskopi.
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - China Fiber Optic Modules, Fiber Coupled Lasers Manufacturer, Laser Components Leverantörer alla rättigheter reserverade.
