Prinzipien und Arten von Lasern

Prinzipien und Arten vonLaser
Was ist Laser?
LASER (Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission); Um eine bessere Vorstellung zu bekommen, schauen Sie sich das Bild unten an:

Ein Atom auf einem höheren Energieniveau geht spontan auf ein niedrigeres Energieniveau über und emittiert ein Photon, ein Vorgang, der spontane Strahlung genannt wird.
Populär kann Folgendes verstanden werden: Ein Ball auf dem Boden ist die am besten geeignete Position. Wenn der Ball durch äußere Kraft in die Luft gedrückt wird (Pumpen genannt), fällt der Ball in dem Moment, in dem die äußere Kraft verschwindet, aus großer Höhe und lässt ihn los eine gewisse Energiemenge. Wenn es sich bei der Kugel um ein bestimmtes Atom handelt, sendet dieses Atom während des Übergangs ein Photon einer bestimmten Wellenlänge aus.

Klassifizierung von Lasern
Die Menschen beherrschten das Prinzip der Lasererzeugung und begannen mit der Entwicklung verschiedener Laserformen, die je nach zu klassifizierendem Laserbearbeitungsmaterial in Gaslaser, Festkörperlaser, Halbleiterlaser usw. unterteilt werden können.
1, Gaslaserklassifizierung: Atom, Molekül, Ion;
Der Arbeitsstoff des Gaslasers ist Gas oder Metalldampf, der sich durch einen breiten Wellenlängenbereich der Laserleistung auszeichnet. Am gebräuchlichsten ist ein CO2-Laser, bei dem CO2 als Arbeitsstoff verwendet wird, um durch Anregung einer elektrischen Entladung einen Infrarotlaser von 10,6 µm zu erzeugen.
Da der Arbeitsstoff des Gaslasers Gas ist, die Gesamtstruktur des Lasers zu groß ist und die Ausgangswellenlänge des Gaslasers zu lang ist, ist die Materialbearbeitungsleistung nicht gut. Daher wurden Gaslaser bald vom Markt genommen und nur noch in bestimmten Bereichen eingesetzt, beispielsweise zur Lasermarkierung bestimmter Kunststoffteile.
2, FeststofflaserKlassifizierung: Rubin, Nd:YAG usw.;
Das Arbeitsmaterial des Festkörperlasers ist Rubin, Neodymglas, Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) usw., bei dem es sich um eine kleine Menge Ionen handelt, die gleichmäßig in den Kristall oder das Glas des Materials als Matrix eingearbeitet sind und als aktive Ionen bezeichnet werden.
Der Festkörperlaser besteht aus einem Arbeitsstoff, einem Pumpsystem, einem Resonator sowie einem Kühl- und Filtersystem. Das schwarze Quadrat in der Mitte des Bildes unten ist ein Laserkristall, der wie ein helles transparentes Glas aussieht und besteht aus einem transparenten Kristall, der mit Seltenerdmetallen dotiert ist. Es ist die besondere Struktur des Seltenerdmetallatoms, die bei Beleuchtung durch eine Lichtquelle eine Partikelpopulationsinversion bildet (verstehen Sie einfach, dass viele Kugeln auf dem Boden in die Luft gedrückt werden) und dann Photonen emittiert, wenn die Partikel übergehen und wann Die Anzahl der Photonen reicht aus, um einen Laser zu bilden. Um sicherzustellen, dass der emittierte Laser in eine Richtung ausgegeben wird, gibt es Vollspiegel (die linke Linse) und halbreflektierende Ausgangsspiegel (die rechte Linse). Bei der Laserausgabe erfolgt dann durch ein bestimmtes optisches Design die Bildung von Laserenergie.

3, Halbleiterlaser
Wenn es um Halbleiterlaser geht, kann man ihn einfach als Fotodiode verstehen, es gibt einen PN-Übergang in der Diode, und wenn ein bestimmter Strom hinzugefügt wird, wird der elektronische Übergang im Halbleiter gebildet, um Photonen freizusetzen, was zu einem Laser führt. Wenn die vom Halbleiter abgegebene Laserenergie gering ist, kann das Halbleiterbauelement mit geringer Leistung als Pumpquelle (Anregungsquelle) des verwendet werdenFaserlaser, so entsteht der Faserlaser. Wird die Leistung des Halbleiterlasers weiter so weit gesteigert, dass er direkt zur Bearbeitung von Materialien abgegeben werden kann, wird er zu einem direkten Halbleiterlaser. Derzeit sind direkte Halbleiterlaser auf dem Markt, die das 10.000-Watt-Niveau erreichen.

Zusätzlich zu den oben genannten Lasern haben Menschen auch Flüssigkeitslaser erfunden, die auch als Brennstofflaser bekannt sind. Flüssigkeitslaser sind hinsichtlich Volumen und Arbeitssubstanz komplexer als Feststoffe und werden selten verwendet.