Den vigtigste arbejdskomponent i enhver laserenhed er det såkaldte aktive medium. Det fungerer ikke kun som en kilde til rettet flow, men kan i nogle tilfælde forbedre det betydeligt. Det er netop denne egenskab, som gasblandinger, der fungerer som et aktivt stof i laserinstallationer, har. Samtidig er der forskellige modeller af sådanne enheder, som adskiller sig både i design og i arbejdsmiljøets egenskaber. På den ene eller den anden måde har gaslaseren mange fordele, som har gjort det muligt for den at tage en stærk plads i mange industrivirksomheders arsenal.
Funktioner ved gasmediets handling
Traditionelt er lasere forbundet med faste og flydende medier, der bidrager til dannelsen af en lysstråle med den nødvendige ydeevne. I dette tilfælde har gassen fordelene ved ensartethed og lav densitet. Disse kvaliteterlad laserstrålen ikke blive forvrænget, ikke tabe energi og ikke spredes. Gaslaseren er også kendetegnet ved en øget strålingsdirektivitet, hvis grænse kun bestemmes af lysets diffraktion. Sammenlignet med faste stoffer sker vekselvirkningen af gaspartikler udelukkende under kollisioner under termisk forskydning. Som et resultat svarer fyldstoffets energispektrum til energiniveauet for hver partikel separat.
Gaslaserenhed
Den klassiske enhed af sådanne enheder er dannet af et forseglet rør med et gasformigt funktionelt medium samt en optisk resonator. Udledningsrøret er norm alt lavet af korundkeramik. Den er placeret mellem et reflekterende prisme og et spejl på en berylliumcylinder. Udledningen udføres i to sektioner med en fælles katode ved jævnstrøm. Tantaloxid kolde katoder er oftest opdelt i to dele ved hjælp af en dielektrisk afstandsholder, som sikrer ensartet fordeling af strømme. Gaslaseranordningen sørger også for tilstedeværelsen af anoder - deres funktion udføres af rustfrit stål, præsenteret i form af vakuumbælge. Disse elementer giver en fleksibel forbindelse mellem rør, prisme og spejlholdere.
Arbejdsprincip
For at fylde det aktive legeme i gas med energi, bruges elektriske udladninger, som genereres af elektroder i hulrummet i apparatrøret. Under kollision af elektroner med gaspartiklerde er ophidsede. Dette skaber grundlaget for emission af fotoner. Den stimulerede emission af lysbølger i røret stiger, når de passerer gennem gasplasmaet. De fritlagte spejle i enderne af cylinderen danner grundlaget for den foretrukne retning af lysstrømmen. Et gennemskinnelig spejl, som er forsynet med en gaslaser, udvælger en brøkdel af fotoner fra retningsstrålen, og resten af dem reflekteres inde i røret, hvilket bibeholder strålingsfunktionen.
Funktioner
Den indvendige diameter af udledningsrøret er norm alt 1,5 mm. Diameteren af tantaloxidkatoden kan nå 48 mm med en elementlængde på 51 mm. I dette tilfælde fungerer designet under påvirkning af en jævnstrøm med en spænding på 1000 V. I helium-neon-lasere er strålingseffekten lille og beregnes som regel i tiendedele af en W.
Carbondioxid-modeller bruger rør med en diameter på 2 til 10 cm. Det er bemærkelsesværdigt, at en gaslaser, der arbejder i kontinuerlig tilstand, har en meget høj effekt. Fra synspunktet om driftseffektivitet er denne faktor nogle gange et plus, men for at opretholde en stabil funktion af sådanne enheder kræves holdbare og pålidelige spejle med forbedrede optiske egenskaber. Som regel bruger teknologer metal- og safirelementer med guldbehandling.
Sorts af lasere
Hovedklassifikationen indebærer opdelingen af sådanne lasere efter typen af gasblanding. Vi har allerede nævnt funktionerne i modeller baseret på en kuldioxidaktiv krop, men ogsåioniske, helium-neon og kemiske medier er almindelige. For at fremstille designet af enheden kræver iongaslasere brug af materialer med høj varmeledningsevne. Især anvendes keramik-metalelementer og dele baseret på berylliumkeramik. Helium-neon medier kan fungere ved forskellige bølgelængder i infrarød stråling og i det synlige lysspektrum. Resonatorspejlene på sådanne enheder er kendetegnet ved tilstedeværelsen af flerlags dielektriske belægninger.
Kemiske lasere repræsenterer en separat kategori af gasrør. De involverer også brugen af gasblandinger som et arbejdsmedium, men processen med dannelse af lysstråling leveres af en kemisk reaktion. Det vil sige, at gassen bruges til kemisk excitation. Enheder af denne type er fordelagtige ved, at de direkte kan omdanne kemisk energi til elektromagnetisk stråling.
Brug af gaslasere
Praktisk t alt alle lasere af denne type er yderst pålidelige, holdbare og overkommelige. Disse faktorer har ført til deres udbredte anvendelse i forskellige industrier. For eksempel har helium-neon-anordninger fundet anvendelse i nivellerings- og justeringsoperationer, der udføres i mineoperationer, i skibsbygning såvel som i konstruktion af forskellige strukturer. Derudover er egenskaberne ved helium-neon-lasere velegnede til brug ved organisering af optisk kommunikation, i udviklingen af holografiske materialer og kvantegyroskoper. Var ingen undtagelse med hensyn til praktiske fordele ogargongaslaser, hvis anvendelse viser effektivitet inden for materialebehandling. Sådanne enheder tjener især som en skæring af hårde sten og metaller.
Gaslaseranmeldelser
Hvis vi betragter lasere ud fra et synspunkt om fordelagtige driftsegenskaber, bemærker mange brugere lysstrålens høje retningsevne og generelle kvalitet. Sådanne karakteristika kan forklares med en lille andel af optiske forvrængninger, uanset omgivelsestemperaturforhold. Hvad angår ulemperne, er en stor spænding nødvendig for at frigøre potentialet for gasformige medier. Derudover kræver en helium-neon gaslaser og enheder baseret på kuldioxidblandinger en betydelig mængde elektrisk strøm for at blive tilsluttet. Men som praksis viser, retfærdiggør resultatet sig selv. Der bruges både enheder med lavt strømforbrug og enheder med højt effektpotentiale.
Konklusion
Mulighederne for gas-udladningsblandinger med hensyn til deres anvendelse i lasersystemer er stadig utilstrækkeligt mestret. Ikke desto mindre er efterspørgslen efter sådant udstyr vokset med succes i lang tid og dannet en tilsvarende niche på markedet. Gaslaseren har fået den største udbredelse i branchen. Det bruges som et værktøj til spids og præcis skæring af faste materialer. Men der er også faktorer, der hindrer spredningen af sådant udstyr. For det første er dette et hurtigt slid på elementbasen, hvilket reducerer enhedernes holdbarhed. For det andet er der høje krav til at levere en elektrisk udladning,nødvendig for at danne strålen.
