Добре дошли! Регистрирането отнема няколко минути и е напълно безплатно, но ще ви даде повече възможности. Може да влезете направо с профила си от Фейсбук. Натиснете тук!

Устройство на лазера

Реферати, есета, доклади и всякакви документи свързани с физиката и астрономията.

Модератор: Модератори

Устройство на лазера

Мнениеот Mozo на Пон Яну 18, 2010 18:05

1. Механизъм и материали на принудително излъчване

Лъчението на лазерите се различава съществено от лъчението на обикновените светлинни източници, макар природата да му е същата – светлина. Терминът „ЛАЗЕР” е образуван от първите букви на английската фраза „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, което в превод означава „усилване на светлината чрез принудително излъчване.
Лазерът е специфичен източник на светлинно излъчване, получавано чрез ефекта на принудено излъчване. Характерни свойства на лъчението на лазера, обусловени от специфичния начин на генерирането му , са високата насоченост и монохроматичност, свързани с физичното понятие “кохерентност” на лъчението,огромните мощности концентрирани върху минимална площ.
Днес, със създаването на рентгеновите лазери, възбуждани с малки ядрени взривове, долната граница на дължината на вълната се установи далече в рентгеновата област, а развитието на лазерите със свободни електрони доведе до разширение на областта на лазерното излъчване в обхвата на радио вълните. В последния случай някой автори говорят за лазери, а други – за мазери, т. е. за генератори, използуващи ефекта на принудителното излъчване на микровълновия обхват.
За да се насочи лазерният лъч в желана посока и му се придадат определени характеристики, като диаметър на лъча, степен на кохерентност D, мощност,коефицент на монохроматичност, честота и др. се използва процес на принудително излъчване. За протичане на този процес е необходимо по-голямата част от атомите в активната среда да бъдат във възбудено състояние т.е. електроните да бъдат в по високо енергетично състояние . Под въздействие на падащата вълна възбудените атоми преминават в основното си стабилно състояние , като излъчва от своя страна един квант енергия равна на разликата в енергетичните състояния на електрона в посока съвпадаща с посоката на падащата вълна с което количеството кванти се удвоява. За да се получи усилване на излъчването е необходимо на по-високо енергетично ниво да има повече електрони ,отколкото в нивото с с по-ниска енергия. Това състояние на веществото се нарича инверсна заселеност и е необходимо условие за лазерно излъчване .
В зависимост от типа на лазера , процесът на възбуждане на атомите от активната среда се осъществявят по различен начин.

2.Видове лазери

Според режима на излъчване на лазерите те се делят на два основни класа:
 импулсни и непрекъснато действащи . В зависимост от агрегатното състояние на активната си среда се делят на :
 твърдотелни
 рубинов лазер
 лазер с активен елемент стъкло с неодимови йони
 итриево-алуминиево-гранатов/ИАГ/
 газови лазери
 газоразредни лазери
 газодинамични лазери
 химични лазери

Лазерът се състои от следните елементи:
 непрозрачно огледало на резонатора
 полупрозрачно огледало на резонатора
 активна среда
 източник на възбуждане
 лазерен лъч

Най – общата блок – схема на лазера е представена на фиг.1. различаваме три основни технически блока:



Фиг. 1 Принципна блок схема на лазер

1) захранващ източник,
2) лазерен излъчвател
3) система за охлаждане
Функцията на захранващия източник е да внася енергия за възбуждането на активната среда. В някой случаи тази енергия директно постъпва за възбуждане , а в други тя предварително междинно се преобразува в лазерния излъчвател в друга форма, подходяща за възбуждането (например от електрична в светлинно лъчение).
Освен активна среда и източник на възбуждане третият основен елемент на всеки лазер е неговият резонатор. Лазерният резонатор се състои от две огледала , между които е поставена активната среда. Излъчената от нея лазерна светлина попада върху едното огледало, отразява се и се връща обратно. При повторното преминаване през активната среда лазерната светлина поражда нови индуцирани фотони.
При достигане на определена плътност на потока от фотони той напуска резонатора през огледалото , което има по-нисък коефицент на отражение .Резонаторът дава възможност да се усили и излъчи от активната среда само светлината която пада перпендикулярно върху повърхноста на огледалата. Поради това излъчването има много малък ъгъл на разходимост и практически представлява един тънък успореден сноп.


3. СО2 Лазер

СО2-лазерът е представител на молекулните лазери, той е най-мощният лазер с промишлено значение. Той може да работи в голям диапазон от мощности , енергии и в различни режими.
При СО2-лазера се използва смес от СО2 и N с добавка на He . Те се подразделят както следва:
 с надатмосферно налягане на газовата смес/ТЕАлазери/
 с ниско налягяне на газовата смес
 с дифузионно охлаждане
 с херметизирана лазерна тръба ,вълноводен канал , бавен поток на газовата смес
 с охлаждане чрез циркулация на газовата смес-с бърза надлъжна циркулация на газа,с напречна циркулация на газа.
Характерното за тях е големият КПД достигащ до 20%. На СО2 лазерите е присъща сравнително голяма разходимост.

 СО2-лазери с бавна надлъжна циркулация на газа
- при тях неприятните последици от разлагането на СО2 молекулата се избягва , чрез бавна смяня на газовата смес през тръбата. Изходната мощност е еднозначно свързана с дължината на разрядната тръба.
Увеличаването на мошноста се постига ,чрез поставянето на няколко тръби в резонатора. Предимството им е проста конструкция , евтино обслужване и добро качество на пространственото разпределение на излъчването . Недостатък-големи габарити чувствителни към настройката и вибрации.

 СО2-лазери с бърза циркулацияна газa
- тук газовата смес с термично заселено долно работно ниво е заместено с охладен газ. Изходната мощност зависи от количеството газ , което се прекарва през разрядния обем за еденица време. Този лазер има две разновидности и е един от най-мощните промишлени лазери.
 СО2 лазер с бърза надлъжна циркулацияна газовата смес
- през няколко секции на лазерната тръба с диаметър 10-30мм се продухва голямо количество газова смес със скорост близка до скороста на звука.
 СО2 лазер с напречна циркулацияна газа
- в тоз случай трите вектора направлението на оста, електричното поле, и посоката на газовия поток са взаимно перпендикулярни. И тук лазерната система включва помпа и топлообменник. С тези лазери се постигат мощности до 20 кW.


4.Схема на процеса

Целият материал:
Прикачен файл! Вие нямате нужните права за да сваляте прикачени файлове. Ако нямате създаден профил, регистрирайте се, за да имате тези права.
Сигнатура:
ИзображениеИзображение
Аватар
Mozo
Lame forum support
Lame forum support
Репутация: 7287
Mozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутацияMozo изгражда репутация
 
Мнения: 144791
Регистриран: 01 Юни 2007
Наличност: 1,343,475.00
Банка: 5,487,926.26
Местоположение: Somewhere In Time
Най-високи резултати: 43
Статистика на победите: 0





Назад към Физика и астрономия

Кой е на линия

Потребители разглеждащи този форум: 0 регистрирани и 0 госта