Что такое лазерный генератор?

Что такое лазерный генератор?

Лазерный генератор — это система, которая излучает лазерный свет.

Лазерный генератор производит когерентный свет с превосходными направленными и монохроматическими свойствами. Генератор состоит из среды, источника возбуждения и резонансного зеркала, объединенных в резонатор.

В зависимости от используемой среды существуют различные типы лазеров: газовые, твердотельные, жидкостные, полупроводниковые и волоконные лазеры. Их методы излучения света включают колебания CW (непрерывные волны), импульсные колебания и импульсные колебания Q-SW (модуляция добротности).

Применение лазерных генераторов

Лазерные генераторы являются неотъемлемой частью устройств, использующих лазеры. Их применение охватывает от военных до потребительских товаров, включая бытовую технику.

Лазеры выбираются на основе выходной мощности, длины волны и других характеристик для предполагаемой цели. Распространенные области применения включают:

• Лечение
  LASIK, лечение отслоения сетчатки в офтальмологии, удаление пятен и родимых пятен в дерматологии и т. д.
• Электроприборы
  Лазерные указки, сканеры штрихкодов, оптические приводы для CD и DVD и т. д.
• Промышленное оборудование
  Лазерные обрабатывающие станки для сверления, резки, гравировки, сварки и т. д.

В научных областях лазеры используются в световой дальномерности, неразрушающем контроле, лидарах и лазерном синтезе, а также в других приложениях.

Принципы работы лазерных генераторов

1. Возбужденные состояния и переходы

Когда источник возбуждения облучает среду, атомы или молекулы в лазерной среде переходят из состояния с низкой энергией в состояние с высокой энергией — возбужденное состояние. Это состояние нестабильно и быстро возвращается в состояние с низкой энергией, этот процесс называется переходом.

Во время этого перехода испускается свет, соответствующий разнице энергий, известный как спонтанное излучение. Индуцированное излучение происходит, когда возбужденный атом или молекула облучается светом определенной длины волны, испуская свет, пропорциональный интенсивности света.

2. Усиление света

Излученный свет, отраженный резонансным зеркалом и возвращенный в лазерную среду, индуцирует больше света, еще больше его усиливая. Этот повторяющийся процесс туда-сюда в конечном итоге испускает лазерный свет из полупрозрачного зеркала с определенной интенсивностью.

Структура лазерного генератора

Лазерный генератор состоит из источника возбуждения (например, лампы или лазерного полупроводника) и резонатора, который усиливает свет. Резонатор состоит из лазерной среды (твердого тела, газа или кристалла) и резонансных зеркал.

Внутренняя структура устроена так, что источник возбуждения облучает лазерную среду, а резонансные зеркала расположены по обе стороны среды. Одно зеркало частично пропускает, а другое полностью отражает.

Другая информация о лазерных генераторах

1. CW-осцилляция

CW (непрерывная волна) осцилляция испускает непрерывную волну лазера. Ее выход постоянен во времени, что идеально подходит для таких применений, как герметичная сварка, где непрерывное плавление предотвращает образование зазоров.

2. Импульсная осцилляция

Импульсная осцилляция изменяет выход лазера во времени. При сварке он создает прерывистые валики, уменьшая термическую деформацию за счет ограничения общего подвода тепла.

3. Импульсная осцилляция Q-SW

Импульсная осцилляция Q-SW генерирует высокую мощность, ожидая достаточного распределения инверсии в лазерной среде перед осцилляцией. Он используется в микрообработке и прецизионном сверлении деталей в электронике и полупроводниках.