Principes en soorten lasers

Principes en typen vanlaser
Wat is een laser?
LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation); Om een ​​beter beeld te krijgen, bekijk de afbeelding hieronder:

Een atoom op een hoger energieniveau gaat spontaan over naar een lager energieniveau en zendt daarbij een foton uit; dit proces wordt spontane straling genoemd.
Het begrip 'populair' kan als volgt worden begrepen: een bal op de grond bevindt zich in de meest geschikte positie. Wanneer de bal door een externe kracht de lucht in wordt geduwd (dit wordt 'pompen' genoemd), valt de bal, zodra de externe kracht wegvalt, van grote hoogte naar beneden en geeft daarbij een bepaalde hoeveelheid energie af. Als de bal een specifiek atoom voorstelt, zendt dat atoom tijdens deze overgang een foton uit met een specifieke golflengte.

Classificatie van lasers
Men heeft het principe van laseropwekking onder de knie gekregen en is begonnen met de ontwikkeling van verschillende soorten lasers. Als we ze indelen op basis van het materiaal waarmee de laser werkt, kunnen we ze onderscheiden in gaslasers, vastestoflasers, halfgeleiderlasers, enzovoort.
1. Classificatie van gaslasers: atoom, molecuul, ion;
De werkzame stof van een gaslaser is gas of metaaldamp, wat zich kenmerkt door een breed golflengtebereik van de laseruitvoer. De meest voorkomende is een CO2-laser, waarbij CO2 als werkzame stof wordt gebruikt om een ​​infraroodlaser met een golflengte van 10,6 µm te genereren door middel van elektrische ontlading.
Omdat gaslasers gas als werkmedium gebruiken, de laserstructuur te groot is en de uitgangsgolflengte te lang, zijn de prestaties bij materiaalbewerking niet optimaal. Daarom verdwenen gaslasers al snel van de markt en worden ze alleen nog gebruikt in specifieke toepassingen, zoals lasermarkering van bepaalde kunststofonderdelen.
2, vaste laserclassificatie: robijn, Nd:YAG, enz.;
Het werkmateriaal van de solid-state laser bestaat uit robijn, neodymiumglas, yttriumaluminiumgranaat (YAG), enz., waarbij een kleine hoeveelheid ionen gelijkmatig is opgenomen in het kristal of glas van het materiaal dat als matrix fungeert; deze ionen worden actieve ionen genoemd.
De solid-state laser bestaat uit een werkmedium, een pompsysteem, een resonator en een koel- en filtersysteem. Het zwarte vierkant in het midden van de onderstaande afbeelding is een laserkristal, dat eruitziet als lichtgekleurd transparant glas en bestaat uit een transparant kristal gedoteerd met zeldzame aardmetalen. De speciale structuur van het atoom van het zeldzame aardmetaal zorgt ervoor dat de deeltjespopulatie omkeert wanneer het wordt belicht door een lichtbron (vergelijk het met een hoop ballen op de grond die de lucht in worden geduwd). Bij deze overgang zenden de deeltjes fotonen uit, en wanneer er voldoende fotonen zijn, ontstaat er laserlicht. Om ervoor te zorgen dat het laserlicht in één richting wordt uitgezonden, zijn er volspiegels (de linkerlens) en halfdoorlatende uitgangsspiegels (de rechterlens). Na de laseruitvoer wordt de laserenergie via een bepaald optisch ontwerp omgezet.

3, halfgeleiderlaser
Halfgeleiderlasers kunnen eenvoudigweg worden omschreven als een fotodiode. Deze diode bevat een PN-overgang, en wanneer er een bepaalde stroom doorheen loopt, vindt er een elektronische overgang in de halfgeleider plaats, waardoor fotonen vrijkomen en laserlicht ontstaat. Wanneer de laserenergie die door de halfgeleider wordt afgegeven klein is, kan een halfgeleidercomponent met een laag vermogen worden gebruikt als pompbron (excitatiebron) voor de laser.vezellaserZo ontstaat de fiberlaser. Als het vermogen van de halfgeleiderlaser verder wordt verhoogd tot het punt waarop deze direct kan worden gebruikt voor de bewerking van materialen, wordt het een directe halfgeleiderlaser. Momenteel zijn er op de markt directe halfgeleiderlasers met een vermogen van 10.000 watt verkrijgbaar.

Naast de bovengenoemde lasers zijn er ook vloeibare lasers uitgevonden, ook wel brandstoflasers genoemd. Vloeibare lasers zijn complexer qua volume en werkzame stof dan vaste lasers en worden zelden gebruikt.