اصول و انواعلیزر
لیزر چیست؟
لیزر (تقویت نور توسط گسیل القایی تابش)؛ برای درک بهتر، به تصویر زیر نگاهی بیندازید:
اتمی که در تراز انرژی بالاتری قرار دارد، خود به خود به تراز انرژی پایین‌تر منتقل می‌شود و فوتون گسیل می‌کند، فرآیندی که تابش خود به خودی نامیده می‌شود.
می‌توان آن را به صورت زیر فهمید: یک توپ روی زمین مناسب‌ترین موقعیت خود را دارد، وقتی توپ توسط نیروی خارجی (به نام پمپاژ) به هوا رانده می‌شود، لحظه‌ای که نیروی خارجی از بین می‌رود، توپ از ارتفاع بالا سقوط می‌کند و مقدار مشخصی انرژی آزاد می‌کند. اگر توپ یک اتم خاص باشد، آن اتم در طول گذار، فوتونی با طول موج خاص ساطع می‌کند.
طبقه بندی لیزرها
مردم بر اصل تولید لیزر تسلط یافته‌اند و شروع به توسعه اشکال مختلف لیزر کرده‌اند، اگر بخواهیم لیزر را بر اساس ماده‌ی کاری آن طبقه‌بندی کنیم، می‌توان آن را به لیزر گازی، لیزر جامد، لیزر نیمه‌رسانا و غیره تقسیم کرد.
1، طبقه بندی لیزر گازی: اتم، مولکول، یون؛
ماده‌ی فعال لیزر گازی، گاز یا بخار فلز است که با طیف وسیعی از طول موج‌های خروجی لیزر مشخص می‌شود. رایج‌ترین آنها لیزر CO2 است که در آن از CO2 به عنوان ماده‌ی فعال برای تولید لیزر مادون قرمز 10.6um با تحریک تخلیه الکتریکی استفاده می‌شود.
از آنجا که ماده‌ی کاری لیزر گازی، گاز است، ساختار کلی لیزر بسیار بزرگ است و طول موج خروجی لیزر گازی بسیار طولانی است، عملکرد پردازش مواد خوب نیست. بنابراین، لیزرهای گازی به زودی از بازار حذف شدند و فقط در برخی زمینه‌های خاص، مانند علامت‌گذاری لیزری قطعات پلاستیکی خاص، مورد استفاده قرار گرفتند.
2, لیزر جامدطبقه‌بندی: یاقوت، Nd:YAG و غیره؛
ماده‌ی کاری لیزر حالت جامد یاقوت، شیشه‌ی نئودیمیوم، گارنت آلومینیوم ایتریم (YAG) و غیره است که مقدار کمی یون به طور یکنواخت در کریستال یا شیشه‌ی ماده به عنوان ماتریس گنجانده شده است که یون‌های فعال نامیده می‌شوند.
لیزر حالت جامد از یک ماده‌ی فعال، یک سیستم پمپاژ، یک تشدیدگر و یک سیستم خنک‌کننده و فیلتر تشکیل شده است. مربع سیاه در وسط تصویر زیر یک کریستال لیزر است که شبیه یک شیشه‌ی شفاف با رنگ روشن به نظر می‌رسد و از یک کریستال شفاف آلاییده شده با فلزات خاکی کمیاب تشکیل شده است. این ساختار ویژه‌ی اتم فلزات خاکی کمیاب است که وقتی توسط یک منبع نور روشن می‌شود، وارونگی جمعیت ذرات را تشکیل می‌دهد (به سادگی درک کنید که بسیاری از توپ‌های روی زمین به هوا رانده می‌شوند)، و سپس هنگام انتقال ذرات، فوتون ساطع می‌کند و هنگامی که تعداد فوتون‌ها کافی باشد، لیزر تشکیل می‌شود. برای اطمینان از اینکه لیزر ساطع شده در یک جهت خروجی دارد، آینه‌های کامل (لنز سمت چپ) و آینه‌های خروجی نیمه بازتابنده (لنز سمت راست) وجود دارد. هنگامی که لیزر خروجی می‌دهد و سپس از طریق یک طراحی نوری خاص، انرژی لیزر تشکیل می‌شود.
3, لیزر نیمه هادی
وقتی صحبت از لیزرهای نیمه‌هادی می‌شود، می‌توان آن را به سادگی به عنوان یک فوتودیود درک کرد، یک اتصال PN در دیود وجود دارد و هنگامی که جریان خاصی اضافه می‌شود، گذار الکترونیکی در نیمه‌هادی برای آزاد کردن فوتون‌ها شکل می‌گیرد و در نتیجه لیزر ایجاد می‌شود. هنگامی که انرژی لیزر آزاد شده توسط نیمه‌هادی کم باشد، می‌توان از دستگاه نیمه‌هادی کم‌توان به عنوان منبع پمپ (منبع تحریک) استفاده کرد.لیزر فیبربنابراین لیزر فیبری تشکیل می‌شود. اگر توان لیزر نیمه‌هادی بیشتر افزایش یابد تا جایی که بتوان آن را مستقیماً برای پردازش مواد به کار برد، به یک لیزر نیمه‌هادی مستقیم تبدیل می‌شود. در حال حاضر، لیزرهای نیمه‌هادی مستقیم موجود در بازار به سطح 10000 وات رسیده‌اند.
علاوه بر چندین لیزر فوق، مردم لیزرهای مایع را نیز اختراع کرده‌اند که به عنوان لیزرهای سوختی نیز شناخته می‌شوند. لیزرهای مایع از نظر حجم و ماده‌ی مؤثر پیچیده‌تر از جامدات هستند و به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
زمان ارسال: ۱۵ آوریل ۲۰۲۴