اولین لیزرها چندین دهه پیش ظاهر شدند و تا به امروز این بخش توسط بزرگترین شرکت ها تبلیغ می شود. توسعه‌دهندگان ویژگی‌های جدید و بیشتری از تجهیزات دریافت می‌کنند و به کاربران اجازه می‌دهند تا در عمل به طور مؤثرتری از آن استفاده کنند.
لیزر یاقوتی حالت جامد یکی از امیدوارکننده‌ترین دستگاه‌های این نوع به حساب نمی‌آید، اما با وجود تمام کاستی‌هایش، همچنان سوله‌هایی در کار پیدا می‌کند.
اطلاعات عمومی
لیزرهای روبی متعلق به دسته دستگاه های حالت جامد هستند. در مقایسه با همتایان شیمیایی و گازی، قدرت کمتری دارند. این با تفاوت در ویژگی های عناصر توضیح داده می شود که به دلیل آن تابش ایجاد می شود. به عنوان مثال، همین لیزرهای شیمیایی قادر به تولید شارهای نوری با توان صدها کیلووات هستند. از جمله ویژگی‌هایی که لیزر یاقوت را متمایز می‌کند، درجه بالایی از تک رنگی و همچنین انسجام تابش است. علاوه بر این، برخی از مدل‌ها غلظت بیشتری از انرژی نور را در فضا ارائه می‌دهند که برای همجوشی حرارتی هسته‌ای با گرم کردن پلاسما با پرتو کافی است.
همانطور که از نام آن پیداست، درمحیط فعال لیزر یک کریستال یاقوت است که به شکل یک استوانه ارائه می شود. در این حالت انتهای میله به روش خاصی صیقل داده می شود. برای اینکه لیزر یاقوت حداکثر انرژی تابشی ممکن را برای آن فراهم کند، کناره‌های کریستال تا زمانی که به موقعیتی موازی نسبت به یکدیگر برسند، پردازش می‌شوند. در عین حال، انتهای آن باید عمود بر محور عنصر باشد. در برخی موارد، انتهای آن که به نوعی به عنوان آینه عمل می کنند، با یک لایه دی الکتریک یا یک لایه نقره پوشانده می شوند.
دستگاه لیزر روبی
این دستگاه شامل محفظه ای با تشدیدگر و همچنین منبع انرژی است که اتم های کریستال را تحریک می کند. از لامپ فلاش زنون می توان به عنوان فعال کننده فلاش استفاده کرد. منبع نور در امتداد یک محور تشدید کننده قرار دارد که شکل استوانه ای دارد. در محور دیگر عنصر یاقوت است. معمولاً از میله هایی با طول 2-25 سانتی متر استفاده می شود.
تشدید کننده تقریباً تمام نور را از لامپ به سمت کریستال هدایت می کند. لازم به ذکر است که همه لامپ های زنون قادر به کار در دماهای بالا نیستند که برای پمپاژ نوری کریستال مورد نیاز است. به همین دلیل دستگاه لیزر یاقوتی که شامل منابع نور زنون است برای عملکرد مداوم طراحی شده است که به آن پالسی نیز می گویند. در مورد میله، معمولاً از یاقوت کبود مصنوعی ساخته شده است که می تواند بر اساس آن اصلاح شود تا الزامات عملکرد را برآورده کند.لیزر.
اصل لیزر
هنگامی که دستگاه با روشن کردن لامپ فعال می شود، یک اثر وارونگی با افزایش سطح یون کروم در کریستال رخ می دهد، در نتیجه افزایش بهمنی در تعداد فوتون های ساطع شده آغاز می شود. در این حالت، بازخورد روی تشدید کننده مشاهده می شود که توسط سطوح آینه ای در انتهای میله جامد ارائه می شود. به این ترتیب یک جریان با جهت گیری محدود ایجاد می شود.
مدت پالس، به طور معمول، از 0.0001 ثانیه تجاوز نمی کند، که در مقایسه با مدت زمان فلاش نئون کوتاه تر است. انرژی پالس لیزر یاقوت 1 ژول است. همانطور که در مورد دستگاه های گازی، اصل عملکرد لیزر یاقوت نیز بر اساس اثر بازخورد است. این بدان معناست که شدت شار نور توسط آینه‌ها در تعامل با تشدیدگر نوری شروع به حفظ می‌کند.
حالت های لیزر
بیشتر در حالت تشکیل پالس های ذکر شده با مقدار میلی ثانیه از لیزر با میله یاقوتی استفاده می شود. برای دستیابی به زمان‌های فعال طولانی‌تر، فناوری‌ها انرژی پمپاژ نوری را افزایش می‌دهند. این کار با استفاده از لامپ های فلش قدرتمند انجام می شود. از آنجایی که میدان رشد پالس، به دلیل زمان تشکیل بار الکتریکی در یک لامپ فلاش، با صافی مشخص می شود، عملکرد لیزر یاقوتی با کمی تأخیر در لحظاتی که تعداد عناصر فعال بیش از مقدار است شروع می شود. مقادیر آستانه.
گاهی اوقات نیز وجود دارداختلال در تولید تکانه چنین پدیده هایی در فواصل معینی پس از کاهش شاخص های قدرت مشاهده می شوند، یعنی زمانی که پتانسیل توان به زیر مقدار آستانه کاهش می یابد. لیزر یاقوت از نظر تئوری می تواند در حالت پیوسته کار کند، اما چنین عملیاتی مستلزم استفاده از لامپ های قوی تر در طراحی است. در واقع، در این مورد، توسعه دهندگان با مشکلات مشابهی در هنگام ایجاد لیزرهای گازی روبرو هستند - عدم مصلحت استفاده از پایه عنصر با ویژگی های پیشرفته و در نتیجه محدود کردن قابلیت های دستگاه.
بازدید
مزایای اثر بازخورد بیشتر در لیزرهایی با جفت غیررزونانسی مشخص است. در چنین طرح هایی، علاوه بر این از یک عنصر پراکنده استفاده می شود که امکان تابش یک طیف فرکانس پیوسته را فراهم می کند. از لیزر یاقوت سوئیچ کیو نیز استفاده می شود - طراحی آن شامل دو میله سرد و خنک نشده است. اختلاف دما باعث تشکیل دو پرتو لیزر می شود که با طول موج به آنگستروم از هم جدا می شوند. این پرتوها از طریق تخلیه پالسی می‌تابند و زاویه تشکیل‌شده توسط بردارهای آنها با مقدار کمی متفاوت است.
لیزر یاقوت در کجا استفاده می شود؟
اینگونه لیزرها با راندمان پایین مشخص می شوند، اما از نظر پایداری حرارتی متمایز می شوند. این ویژگی ها جهت استفاده عملی از لیزر را تعیین می کند. امروزه از آنها در ایجاد هولوگرافی و همچنین در صنایعی که برای انجام عملیات مورد نیاز است استفاده می شودسوراخ کردن از چنین دستگاه هایی در عملیات جوشکاری نیز استفاده می شود. به عنوان مثال، در ساخت سیستم های الکترونیکی برای پشتیبانی فنی از ارتباطات ماهواره ای. لیزر یاقوت در پزشکی نیز جایگاه خود را پیدا کرده است. کاربرد فناوری در این صنعت باز هم به دلیل امکان پردازش با دقت بالا است. چنین لیزرهایی به‌عنوان جایگزینی برای چاقوی جراحی استریل استفاده می‌شوند و امکان انجام جراحی‌های میکروسکوپی را فراهم می‌کنند.
نتیجه گیری
یک لیزر با یک محیط فعال یاقوت در یک زمان اولین سیستم عامل از این نوع شد. اما با توسعه دستگاه های جایگزین با پرکننده های گازی و شیمیایی، مشخص شد که عملکرد آن دارای معایب بسیاری است. و این ناگفته نماند که لیزر یاقوت از نظر ساخت یکی از سخت ترین هاست. با افزایش خواص کاری آن، نیاز به عناصر تشکیل دهنده سازه نیز افزایش می یابد. بر این اساس قیمت تمام شده دستگاه نیز افزایش می یابد. با این حال، توسعه مدل‌های لیزری کریستال یاقوت دلایل خاص خود را دارد که از جمله به ویژگی‌های منحصر به فرد یک محیط فعال حالت جامد مربوط می‌شود.
