レーザー発電機の要素と分類

の分析によるとレーザー世代原理、レーザーは「励起源」の作用下にあり、原子の高レベル電子の数が増加し、非常に短時間滞在した後、彼らは低レベルにジャンプし、同时にレーザーを放出します。 「励起源」の作用下でレーザー光を発することができる物質の原子がたくさんあるに違いないことを理解するのは難しいことではありません。

レーザー性能インジケータは、主に次の側面に焦点を当てています。1つは、レーザーが「励起源」を実行できるため、レーザービームの周波数範囲です。また、光源のスペクトル分析を行うことができるので、レーザースペクトルを知る必要があります。第二に、レーザービームのパワー、 パワーサイズがレーザーの適用範囲を描写するので、特に最大パワー。3番目はレーザービームエネルギー集中の照射領域であり、照射エリアのサイズが異なるため、アプリケーションも異なります。

レーザー発電機の4つの要素

レーザー発電機を作成するには、4つの要素があります。まず、レーザーを生成するための作業媒体を選択します。 それはガス、液体、固体またはすることができます半導体、媒体中で粒子数の反転を達成できる限り、レーザーを得ることができる。 第二に、モチベーションの源を選ぶことが重要です。 「励起源」により、電子数の反転と呼ばれる、媒体の低エネルギー電子が高エネルギー状態に効果的にジャンプできるようになります。 ガス放電法、電気励起と呼ばれる媒体原子を励起するための電子の運動エネルギーの使用を使用することができます。パルス光源は、作動媒体を照らすためにも使用できます。光励起と呼ばれます。熱励起、化学励起などがあります。 さまざまな形の励起は、比喩的にポンピングまたはポンピングと呼ばれます。 ポンプの目的は、低いものよりも高いエネルギーレベルでより多くの粒子を持つことです。 第三に、共振器の構造も非常に重要である。 「ポンピング」によって生成されたレーザーは実際に使用するには弱すぎるため、実用化を実現するには、弱いレーザーをレーザーと共振させ、出力レーザーを強化する必要があります。第四に、高エネルギーレーザーは冷却システムを必要とする。 空洞に強い光があるので、空洞は冷却を必要とする。

タイプのレーザーの発電機

レーザーの作動媒体に応じたレーザー発生器は、固体レーザー、ガスレーザー、半導体レーザー、化学レーザーに分けることができます。

固体レーザー。 レーザーは多くの固体物質から作ることができます。 特に、人工合成法では、セラミック製造プロセスで、「透明セラミックレーザー媒体」として知られるさまざまな成分を含む結晶を製造することができます。人工結晶でレーザーを作ることは非常に便利で実用的です。

ガスレーザー。 ガスレーザーには多くの種類があり、その中で最も一般的に使用されているのは二酸化炭素レーザーです。CO ₂ レーザー、CO ₂ ガスの主な用途だけでなく、少量の窒素とヘリウム、「ポンプ源」励起の同じ使用、ガス分子がエネルギーレベルの遷移を生成するように、 レーザーを励起するように。CO ₂ レーザーはレーザーを得るために分子レベルを励起することです、その動作原理はより複雑です、分子は3つの異なる動きを持っているので、分子運動の状態は複雑です、エネルギーレベルは複雑であるため、励起分子のエネルギーレベル遷移プロセスも複雑です。

半導体レーザー。 現在、GaAsダイオード半導体レーザーは、半導体レーザーデバイスで優れた性能と幅広い用途を持っています。 レーザーは、エネルギーバンド間の半導体材料で電流励起モードを使用して、非平衡キャリア反転の粒子数を達成することです。電子と正孔の再結合の反転状態がレーザーを生成するとき。 可視レーザー光を放出することができ、近赤外または紫外光を放出することもできます。 半導体ダイオードレーザーは、最も実用的で重要な種類のレーザーです。 それは小さなサイズ、軽量、信頼性の高い操作、低消費電力、高効率と長い寿命を持っています。 電圧と電流の励起を使用できるため、集積回路と互換性があります。 また、周波数で電流を直接変調することもできます。これらの利点のために、半導体ダイオードレーザーはレーザー通信、光ストレージ、光ジャイロスコープ、レーザー印刷、レンジング、レーダーで広く使用されています。

化学レーザー。 化学レーザーは化学反応によって生成されます。 例えば、フッ素原子と水素原子が反応すると、フッ化水素を励起状態で形成することができる。 このようにして、2つのイオンガスが迅速に混合されると、レーザーが生成されるため、化学反応から直接非常に強力な光エネルギーを得るために他のエネルギーは必要ありません。