Pirmieji lazeriai pasirodė prieš kelis dešimtmečius ir iki šiol šį segmentą reklamuoja didžiausios įmonės. Kūrėjai gauna vis daugiau naujų įrangos funkcijų, leidžiančių vartotojams efektyviau ja naudotis praktiškai.
Kietojo kūno rubino lazeris nėra laikomas vienu perspektyviausių tokio tipo įrenginių, tačiau nepaisant visų savo trūkumų, jis vis dar randa veikimo nišų.
Bendra informacija
Ruby lazeriai priklauso kietojo kūno įrenginių kategorijai. Palyginti su cheminių ir dujų analogais, jie turi mažesnę galią. Tai paaiškinama elementų charakteristikų skirtumais, dėl kurių suteikiama spinduliuotė. Pavyzdžiui, tie patys cheminiai lazeriai gali generuoti šimtų kilovatų galios šviesos srautus. Tarp bruožų, išskiriančių rubino lazerį, yra aukštas monochromatiškumo laipsnis, taip pat spinduliuotės nuoseklumas. Be to, kai kurie modeliai suteikia padidintą šviesos energijos koncentraciją erdvėje, kurios pakanka termobranduolinei sintezei kaitinant plazmą spinduliu.
Kaip rodo pavadinimas, inaktyvioji lazerio terpė yra rubino kristalas, pateikiamas cilindro pavidalu. Šiuo atveju strypo galai yra poliruojami specialiu būdu. Kad rubino lazeris suteiktų jam maksimalią įmanomą spinduliuotės energiją, kristalo šonai apdorojami tol, kol pasiekiama plokštumos lygiagreti padėtis vienas kito atžvilgiu. Tuo pačiu metu galai turi būti statmeni elemento ašiai. Kai kuriais atvejais galai, kurie tam tikru būdu veikia kaip veidrodžiai, papildomai padengiami dielektrine plėvele arba sidabro sluoksniu.
Ruby lazerinis įrenginys
Įrenginyje yra kamera su rezonatoriumi, taip pat energijos š altinis, sužadinantis kristalo atomus. Ksenoninė blykstės lempa gali būti naudojama kaip blykstės aktyvatorius. Šviesos š altinis yra išilgai vienos cilindro formos rezonatoriaus ašies. Kitoje ašyje yra rubino elementas. Paprastai naudojami 2–25 cm ilgio strypai.
Rezonatorius nukreipia beveik visą šviesą iš lempos į kristalą. Pažymėtina, kad ne visos ksenoninės lempos gali veikti aukštesnėje temperatūroje, kuri reikalinga optiniam kristalo siurbimui. Dėl šios priežasties rubino lazerinis įrenginys, kuriame yra ksenono šviesos š altiniai, yra skirtas nuolatiniam darbui, kuris taip pat vadinamas impulsiniu. Kalbant apie strypą, jis paprastai yra pagamintas iš dirbtinio safyro, kurį galima atitinkamai modifikuoti, kad atitiktų eksploatacinius reikalavimus.lazeris.
Lazerio principas
Įrenginį įjungus įjungus lempą, atsiranda inversijos efektas, padidėjus chromo jonų kiekiui kristale, dėl ko prasideda lavina išspinduliuojamų fotonų skaičiaus padidėjimas. Tokiu atveju rezonatoriuje stebimas grįžtamasis ryšys, kurį užtikrina veidrodiniai paviršiai kieto strypo galuose. Taip sukuriamas siaurai nukreiptas srautas.
Impulso trukmė, kaip taisyklė, neviršija 0,0001 s, o tai yra trumpesnė nei neoninės blykstės trukmė. Rubino lazerio impulso energija yra 1 J. Kaip ir dujų prietaisų atveju, rubino lazerio veikimo principas taip pat pagrįstas grįžtamojo ryšio efektu. Tai reiškia, kad šviesos srauto intensyvumą pradeda palaikyti veidrodžiai, sąveikaujantys su optiniu rezonatoriumi.
Lazerio režimai
Dažniausiai minėtų milisekundės reikšmės impulsų formavimo režime naudojamas lazeris su rubino lazdele. Norint pasiekti ilgesnį aktyvumo laiką, technologijos padidina optinę siurbimo energiją. Tai atliekama naudojant galingas blykstės lempas. Kadangi impulsų augimo laukas dėl elektros krūvio susidarymo blykstės lempoje laiko pasižymi plokštumu, rubino lazeris pradeda veikti su tam tikru uždelsimu momentais, kai aktyvių elementų skaičius viršija slenkstinės vertės.
Kartais taip pat būnaimpulsų generavimo sutrikimas. Tokie reiškiniai stebimi tam tikrais intervalais sumažėjus galios rodikliams, tai yra, kai galios potencialas nukrenta žemiau slenkstinės vertės. Rubino lazeris teoriškai gali veikti nepertraukiamu režimu, tačiau tokiam veikimui projektuojant reikia naudoti galingesnes lempas. Tiesą sakant, šiuo atveju kūrėjai susiduria su tomis pačiomis problemomis, kaip ir kurdami dujinius lazerius – netikslinga naudoti elementų bazę su patobulintomis charakteristikomis ir dėl to ribojamos įrenginio galimybės.
Peržiūros
Grįžtamojo ryšio efekto pranašumai ryškiausi lazeriuose su nerezonansine jungtimi. Tokiose konstrukcijose papildomai naudojamas sklaidos elementas, leidžiantis skleisti nuolatinį dažnių spektrą. Taip pat naudojamas Q perjungiamas rubino lazeris - jo dizainą sudaro du strypai, aušinami ir neaušinami. Temperatūros skirtumas leidžia suformuoti du lazerio pluoštus, kurie pagal bangos ilgį yra atskirti į angstremus. Šie spinduliai šviečia per impulsinį išlydį, o jų vektorių suformuotas kampas skiriasi nedidele reikšme.
Kur naudojamas rubino lazeris?
Tokie lazeriai pasižymi mažu efektyvumu, tačiau išsiskiria terminiu stabilumu. Šios savybės lemia praktinio lazerių panaudojimo kryptis. Šiandien jie naudojami kuriant holografiją, taip pat pramonės šakose, kur reikia atlikti operacijasskylių išmušimas. Tokie prietaisai taip pat naudojami suvirinimo operacijose. Pavyzdžiui, gaminant elektronines sistemas, skirtas palydovinio ryšio techninei priežiūrai. Rubino lazeris taip pat rado savo vietą medicinoje. Technologijų taikymas šioje pramonėje vėlgi dėl didelio tikslumo apdorojimo galimybės. Tokie lazeriai naudojami kaip sterilių skalpelių pakaitalas, leidžiantys atlikti mikrochirurgines operacijas.
Išvada
Lazeris su aktyvia rubino terpe vienu metu tapo pirmąja tokio tipo operacine sistema. Tačiau sukūrus alternatyvius įrenginius su dujomis ir cheminiais užpildais, tapo akivaizdu, kad jo veikimas turi daug trūkumų. Jau nekalbant apie tai, kad rubino lazeris yra vienas iš sudėtingiausių gamybos požiūriu. Didėjant jo darbinėms savybėms, didėja ir konstrukciją sudarančių elementų reikalavimai. Atitinkamai didėja ir įrenginio kaina. Tačiau rubino kristalų lazerinių modelių kūrimas turi savų priežasčių, susijusių, be kita ko, su unikaliomis kietojo kūno aktyviosios terpės savybėmis.
