Газовий лазер
Зміст
Загальний опис (принцип дії)
Газові лазери - лазери з активним середовищем у вигляді газів, парів або їх суміші. Гази мають дуже маленьку щільність, і її величина залежить від тиску і температури. Різновидами газового лазера є газодинамічні, хімічні і ексимерні лазери. Газовий лазер з електричним накачуванням складається з герметичної трубки з газоподібним робочим тілом і елементами оптичного резонатора. Накачування енергії в активне середовище лазера проводиться за допомогою електричних розрядів в газі, одержуваних за допомогою електродів в порожнині трубки. Електрони, вдаряючись з атомами газу, переводять їх в збуджений стан з наступним випромінюванням фотона. Завдяки актам вимушеного випускання, світлові хвилі, створені в трубці, посилюються при проходженні через газову плазму. Оптичний резонатор (два точно виставлених дзеркала на торцях трубки) задають переважний напрямок випромінювання. Частина потоку фотонів відбирається з лазера через одне з дзеркал, зроблене напівпрозорим. Інша частина відбивається назад всередину лазера для підтримки вимушеного випромінювання.
Історична довідка
Технічні характеристики
| Робоче тіло | Довжина хвилі | Джерело накачування |
|---|---|---|
| Гелій-неоновий лазер | 632,8 нм (543,5; 593,9; 611,8 нм; 1,1523; 1,52; 3,3913 мкм) | Електричний розряд |
| Аргоновий лазер | 488,0; 514,5 нм, (351; 465,8; 472,7; 528,7 нм) | Електричний розряд |
| Криптоновий лазер | 416; 530,9; 568,2; 647,1; 676,4; 752,5; 799,3 нм | Електричний розряд |
| Ксеноновий лазер | Безліч спектральних ліній по всьому видимому спектрі, частково в ультрафіолетовій та інфрачервоній областях | Електричний розряд |
| Азотний лазер | 337,1 нм (316; 357 нм) | Електричний розряд |
| Лазер на фтористому водні | 2,7—2,9 мкм (фтористий водень); 3,6—4,2 мкм (фторид дейтерію) | Хімічна реакція горіння етилену та триффториду азота (NF3), що ініціюється електричним розрядом (імпульсний режим) |
| Хімічний лазер на кисні та йоді | 1,315 мкм | Хімічна реакція в полум'ї синглетного кисню та йоду |
| Вуглекислотний лазер | 10,6 мкм, (9,6 мкм) | Поперечний (великі потужності) або поздовжений (малі потужності) електричний розряд, хімічна реакція (DF-CO2 лазер) |
| Лазер на монооксиді вуглецю | 2,5—4,2 мкм, 4,8—8,3 мкм | Електричний розряд та хімічна реакція |
| Ексимерний лазер | 193 нм (ArF), 248 нм (KrF), 308 нм (XeCl), 353 нм (XeF) | Рекомбінація ексимерних молекул при електричному розряді |
Сфера застосування
| Робоче тіло | Сфера застосування |
|---|---|
| Гелій-неоновий лазер | Інтерферометрія, голографія, спектроскопія, зчитування штрих-коду, демонстрація оптичних ефектів. |
| Аргоновий лазер | Лікування сітчатки ока, літографія, накачування інших лазерів. |
| Криптоновий лазер | Виробництво надпотужних ексимерних лазерів, лазерне шоу. |
| Ксеноновий лазер | Наукові дослідження. |
| Азотний лазер | Накачування лазерів на фарбниках, дослідження забруднення атмосфери. |
| Лазер на фтористому водні | Здатний працювати у постійному режимі в області мегаватних потужностей, а також в імпульсному режимі в області тераватних потужностей. Один із найпотужніших лазерів. Лазерні озброєння. Лазерний термоядерний синтез (ЛТС). |
| Хімічний лазер на кисні та йоді | Обробка матеріалів. Лазерний термоядерний синтез (ЛТС). |
| Вуглекислотний лазер | Обробка матеріалів (різання, сварювання), хірургія. |
| Лазер на монооксиді вуглецю | Обробка матеріалів (гравірування, сварювання і т.д.), фотоакустична спектроскопія. |
| Ексимерний лазер | Ультрафіолетова літографія у напівпровідниковій промисловості, лазерна хірургія, корекція зору. |
Фото, відео-матеріали
