Відмінності між версіями «Твердотільні лазери»

Версія за 19:11, 10 травня 2017

Роботу виконує Котляр Анна

Загальний опис (принцип дії)

Твердотільні лазери діляться на імпульсні і безперервні. Серед імпульсних лазерів більш поширені пристрої на рубіні і неодимовому склі. Довжина хвилі неодимового лазера становить l=1,06 мкм. Ці пристрої являють собою відносно великі стрижні, довжина яких сягає 100 см, а діаметр - 4-5 см. Енергія імпульсу генерації такого стрижня - 1000 дж за 10-3 сек.

Лазер на рубіні також відрізняється великою потужністю імпульсу, при тривалості 10-3 сек його енергія складає сотні дж. Частота повторення імпульсів може досягати декількох кГц.

Найвідоміші лазери безперервної дії виготовляються флюорите кальцію з домішкою диспрозия і лазери на иттриево-алюмінієвому гранаті, в якому присутні домішки атомів рідкоземельних металів. Довжина хвилі цих лазерів знаходиться в області від 1 до 3 мкм. Потужність імпульсу становить приблизно 1 вт або його частки. Лазери на иттриево-алюмінієвому гранаті способи забезпечити потужність імпульсу до декількох десятків Вт.

Принцип роботи твердотільного лазера будується на тому, що в забороненій зоні речовини створюється так званий інверсний рівень. Час життя електрона на цьому рівні вище, ніж час його перебування в зоні провідності. Таким чином, в певний проміжок часу саме на ньому «скупчуються» електрони. Це називається інверсної заселеністю. Коли повз такого рівня, засіяного електронами, проходить фотон потрібної довжини хвилі, він викликає одночасну генерацію великої кількості однакових по довжині і фазі світлових хвиль. Тобто електрони лавиною все одночасно переходять в основний стан, породжуючи пучок монохроматичних фотонів досить великої потужності. Варто зазначити, що основною проблемою розробників першого лазера був пошук такого поєднання речовин, для якого була б можлива інверсна заселеність одного з рівнів. Першим робочим речовиною став легований рубін.

Історична довідка

Персоналії, виробники, історія відкриття, виробництва тощо

Технічні характеристики

Лазер твердотільний за основними компонентами не відрізняється від інших видів. Робоче тіло, в якому здійснюється інверсна заселеність одного з рівнів, висвітлюється будь-яким джерелом світла. Він називається накачуванням. Часто це може бути звичайна лампа розжарювання або газорозрядна трубка. Два паралельно йдуть торця робочого тіла (лазер твердотільний увазі кристал, газовий - розріджену середу) утворюють систему дзеркал, або оптичний резонатор. Він збирає в пучок тільки ті фотони, які йдуть паралельно вихідного отвору. Накачування твердотільних лазерів зазвичай відбувається за допомогою імпульсних ламп.

Сфера застосування

• Голографія
• Видалення татуювань
• Обробка матеріалів
• Лазерні далекоміри
• Хірургія
• Дерматологія

Фото, відео-матеріали

Список використаних джерел

1. Борейшо А.С. Лазеры - устройство и действие 1992 р.
2. Звелто О. Принципы лазеров 1990 р.
3. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Фізика. - М.: Просвещение, 1998. - 254 с.
4. Сивухин В. А. Загальний курс фізики. Оптика. - М.: Наука, 1980. - 752 с.
5. Тарасов Л. В. Лазери. Дійсність і надії. - М. Наука, 1985. -176 С.
6. Хьюстис Д.Л. Газовые лазеры 1989 р.
7. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%B4%D1%8B_%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2