Η βασική δομή του λέιζερ

1. Λειτουργώντας μέσο λέιζερ

Η παραγωγή των λέιζερ πρέπει να επιλέξει ένα κατάλληλο λειτουργώντας μέσο, το οποίο μπορεί να είναι συνηθισμένος σώμα, υγρό, στερεό ή ημιαγωγός. Σε αυτό το μέσο, ο πληθυσμός μπορεί να αντιστραφεί, δημιουργώντας τις απαραίτητες προϋποθέσεις για τα λέιζερ. Προφανώς, η ύπαρξη των μετασταθε'ντων ενεργειακών επιπέδων είναι πολύ ευεργετική στην πραγματοποίηση του κόσμου αντιστροφής πληθυσμών. Υπάρχουν σχεδόν χίλια είδη λειτουργώντας μέσων, και τα μήκη κύματος λέιζερ που μπορούν να παραχθούν περιλαμβάνουν ευρύ φάσμα μακριά υπέρυθρου για να σκουπίσουν την υπεριώδη ακτίνα με ηλεκτρική σκούπα.

Σαν πυρήνα του λέιζερ, αποτελείται από δύο μέρη: ενεργοποιημένα μόρια (που είναι μέταλλο) και η μήτρα. Η δομή ενεργειακών επιπέδων των ενεργοποιημένων μορίων καθορίζει τη φασματική διάρκεια ζωής χαρακτηριστικών και φθορισμού του λέιζερ. Η μήτρα καθορίζει κυρίως τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του υλικού εργασίας. Σύμφωνα με τη δομή ενεργειακών επιπέδων των ενεργοποιημένων μορίων, μπορεί να διαιρεθεί σε τριών επιπέδων σύστημα (όπως ένα ροδοκόκκινο λέιζερ) και four-level σύστημα (όπως ένα ER: Λέιζερ YAG). Αυτήν την περίοδο, υπάρχουν κυρίως τέσσερα είδη συνήθως χρησιμοποιημένων υλικών εργασίας: κύλινδρος (αυτήν την περίοδο χρησιμοποιούμενος τους περισσότερους), επίπεδο πιάτο, δίσκος και σωλήνας.

2. Πηγές κινήτρου

Προκειμένου να προκληθεί η αντιστροφή πληθυσμών στο λειτουργώντας μέσο, κάποια μέθοδος πρέπει να χρησιμοποιηθεί για να διεγείρει το ατομικό σύστημα για να αυξήσει τον αριθμό μορίων στο ανώτερο ενεργειακό επίπεδο. Γενικά, εκφόρτισης αερίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί, και τα ηλεκτρόνια με την κινητική ενέργεια χρησιμοποιούνται για να διεγείρουν τα μέσα άτομα, η οποία καλείται ηλεκτρική διέγερση οι παλόμενες πηγές φωτός μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να φωτίσουν το λειτουργώντας μέσο, το οποίο καλείται οπτική διέγερση υπάρχει θερμική διέγερση, χημική διέγερση, και ούτω καθεξής. Οι διάφορες μέθοδοι κινήτρου καλούνται οπτικά αντλώντας ή αντλώντας. Προκειμένου να ληφθεί συνεχώς η παραγωγή λέιζερ, πρέπει συνεχώς «να αντληθεί» για να κρατήσει περισσότερα μόρια των πιό υψηλών ενεργειακών επιπέδων από τα μόρια των χαμηλότερων ενεργειακών επιπέδων.

3. Σύστημα συγκέντρωσης

Η συμπυκνώνοντας κοιλότητα έχει δύο λειτουργίες, κάποια είναι να συνδεθεί αποτελεσματικά η πηγή αντλιών και το λειτουργώντας μέσο άλλη είναι να καθοριστεί η διανομή της ελαφριάς πυκνότητας αντλιών στο υλικό λέιζερ, με αυτόν τον τρόπο έχοντας επιπτώσεις στην ομοιομορφία, την απόκλιση και την οπτική διαστρέβλωση της ακτίνας παραγωγής. Η πηγή λειτουργώντας ρευστού και αντλιών εγκαθίσταται στην αίθουσα συγκέντρωσης, έτσι η ποιότητα της αίθουσας συγκέντρωσης έχει επιπτώσεις άμεσα στην απόδοση αποδοτικότητας και εργασίας της αντλίας. Η ελλειπτική κυλινδρική κοιλότητα συμπυκνωτών είναι το ο συνηθέστερα χρησιμοποιημένο μικρό λέιζερ στερεάς κατάστασης.

4. Οπτική κοιλότητα

Αποτελεσμένο από έναν συνολικό καθρέφτη αντανάκλασης και έναν μερικό καθρέφτη αντανάκλασης, είναι ένα σημαντικό μέρος ενός λέιζερ στερεάς κατάστασης. Εκτός από την παροχή του θετικού οπτικός ανατροφοδοτεί για να κρατήσει το λέιζερ συνεχώς για να διαμορφώσει την υποκινημένη εκπομπή, η οπτική ηχηρή κοιλότητα περιορίζει επίσης την κατεύθυνση και τη συχνότητα της ταλαντεμένος ακτίνας για να εξασφαλίσει το υψηλό monochromaticity και την υψηλή κατευθυντικότητα του λέιζερ παραγωγής. Το απλούστερο και ο συνηθέστερα χρησιμοποιημένο οπτικό αντηχείο για τα λέιζερ στερεάς κατάστασης αποτελείται από δύο καθρέφτες αεροπλάνων (ή τους σφαιρικούς καθρέφτες) που τοποθετούνται το ένα απέναντι από το άλλο.

5. Ψυκτικές και φιλτράροντας διατάξεις

Οι ψυκτικές και φιλτράροντας διατάξεις είναι ουσιαστικός βοηθητικός εξοπλισμός για τα λέιζερ. Τα λέιζερ στερεάς κατάστασης παράγουν τις σοβαρότερες θερμικές επιδράσεις κατά τη λειτουργία, έτσι τα μέτρα ψύξης λαμβάνονται συνήθως. Ο κύριος σκοπός είναι να δροσιστεί το υλικό εργασίας λέιζερ, το σύστημα αντλιών και η συγκεντρωμένος κοιλότητα για να εξασφαλίσουν την κανονική χρήση του λέιζερ και την προστασία του εξοπλισμού. Οι μέθοδοι ψύξης περιλαμβάνουν την υγρή ψύξη, την ψύξη αερίου και την ψύξη διεξαγωγής, αλλά η ευρύτατα χρησιμοποιημένη μέθοδος είναι υγρή ψύξη. Προκειμένου να ληφθεί μια ακτίνα λέιζερ με το υψηλό monochromaticity, το σύστημα φίλτρων διαδραματίζει έναν πολύ σημαντικό ρόλο. Το σύστημα φίλτρων μπορεί να φιλτραρίσει έξω το μεγαλύτερο μέρος του φωτός αντλιών και κάποιου άλλου φωτός παρέμβασης, έτσι ώστε το λέιζερ παραγωγής έχει ένα πολύ καλό monochromaticity.