Prvi laseri pojavili su se prije nekoliko decenija, a do danas ovaj segment promoviraju najveće kompanije. Programeri dobijaju sve više novih karakteristika opreme, omogućavajući korisnicima da je efikasnije koriste u praksi.
Supported ruby laser ne smatra se jednim od najperspektivnijih uređaja ovog tipa, ali uz sve svoje nedostatke, ipak nalazi svoje niše u radu.
Opće informacije
Ruby laseri pripadaju kategoriji poluprovodničkih uređaja. U poređenju sa hemijskim i gasnim kolegama, oni imaju manju snagu. To se objašnjava razlikom u karakteristikama elemenata, zbog kojih se osigurava zračenje. Na primjer, isti hemijski laseri su sposobni generirati svjetlosne fluksove snage od stotine kilovata. Među karakteristikama koje izdvajaju rubin laser je visok stepen monohromatnosti, kao i koherentnost zračenja. Osim toga, neki modeli obezbjeđuju povećanu koncentraciju svjetlosne energije u prostoru, što je dovoljno za termonuklearnu fuziju zagrijavanjem plazme snopom.
Kao što ime govori, inaktivni medij lasera je kristal rubina, predstavljen u obliku cilindra. U ovom slučaju, krajevi štapa se poliraju na poseban način. Kako bi rubin laser za njega pružio maksimalnu moguću energiju zračenja, strane kristala se obrađuju dok se ne postigne ravnoparalelni položaj jedna u odnosu na drugu. U isto vrijeme, krajevi moraju biti okomiti na os elementa. U nekim slučajevima, krajevi, koji na neki način djeluju kao ogledala, dodatno su prekriveni dielektričnim filmom ili slojem srebra.
Ruby laserski uređaj
Uređaj uključuje komoru sa rezonatorom, kao i izvor energije koji pobuđuje atome kristala. Ksenon blic lampa se može koristiti kao aktivator blica. Izvor svjetlosti se nalazi duž jedne ose rezonatora cilindričnog oblika. Na drugoj osi je rubin element. U pravilu se koriste štapovi dužine 2-25 cm.
Rezonator usmjerava skoro svu svjetlost od lampe do kristala. Treba napomenuti da nisu sve ksenonske lampe sposobne da rade na povišenim temperaturama, koje su potrebne za optičko pumpanje kristala. Iz tog razloga, rubin laserski uređaj, koji uključuje ksenonske izvore svjetlosti, dizajniran je za kontinuirani rad, koji se naziva i pulsni. Što se tiče štapa, on je obično napravljen od umjetnog safira, koji se može modificirati u skladu sa zahtjevima performansi zalaser.
Laserski princip
Kada se uređaj aktivira paljenjem lampe, javlja se inverzioni efekat sa povećanjem nivoa jona hroma u kristalu, usled čega počinje lavinsko povećanje broja emitovanih fotona. U ovom slučaju se opaža povratna sprega na rezonatoru, koju pružaju zrcalne površine na krajevima čvrste šipke. Ovako se generiše usko usmjeren tok.
Trajanje impulsa, po pravilu, ne prelazi 0,0001 s, što je kraće u odnosu na trajanje neonskog bljeska. Energija impulsa rubin lasera je 1 J. Kao iu slučaju plinskih uređaja, princip rada rubin lasera također se temelji na povratnom efektu. To znači da intenzitet svetlosnog toka počinje da se održava pomoću ogledala u interakciji sa optičkim rezonatorom.
Laserski načini
Najčešće se koristi laser sa rubin štapom u načinu formiranja pomenutih impulsa sa vrijednošću milisekundi. Da bi se postiglo duže vrijeme aktivnog rada, tehnologije povećavaju energiju optičkog pumpanja. To se postiže upotrebom snažnih blic lampi. Budući da je polje rasta impulsa, zbog vremena formiranja električnog naboja u bljeskalici, karakterizirano ravnošću, rad rubin lasera počinje s određenim zakašnjenjem u trenucima kada broj aktivnih elemenata premašuje granične vrijednosti.
Ponekad postojeporemećaj generisanja impulsa. Takve pojave se uočavaju u određenim intervalima nakon smanjenja indikatora snage, odnosno kada potencijal snage padne ispod granične vrijednosti. Rubinski laser teoretski može raditi u kontinuiranom načinu rada, ali takav rad zahtijeva upotrebu snažnijih lampi u dizajnu. Zapravo, u ovom slučaju, programeri se suočavaju s istim problemima kao i pri stvaranju plinskih lasera - nesvrsishodnost upotrebe baze elemenata s poboljšanim karakteristikama i, kao rezultat, ograničavanje mogućnosti uređaja.
Pregledi
Prednosti povratnog efekta su najizraženije kod lasera sa nerezonantnom spregom. U takvim se izvedbama dodatno koristi element za raspršivanje, koji omogućava zračenje kontinuiranog frekvencijskog spektra. Koristi se i Q-switched ruby laser - njegov dizajn uključuje dvije šipke, hlađene i nehlađene. Temperaturna razlika omogućava formiranje dva laserska snopa, koji su razdvojeni talasnom dužinom u angstreme. Ove zrake sijaju kroz impulsno pražnjenje, a ugao koji formiraju njihovi vektori razlikuje se za malu vrijednost.
Gdje se koristi rubin laser?
Ovakve lasere karakteriše niska efikasnost, ali ih odlikuje termička stabilnost. Ovi kvaliteti određuju pravce praktične upotrebe lasera. Danas se koriste u stvaranju holografije, kao iu industrijama u kojima je potrebno obavljati operacijebušenje rupa. Takvi uređaji se također koriste u operacijama zavarivanja. Na primjer, u proizvodnji elektronskih sistema za tehničku podršku satelitskih komunikacija. Rubinski laser je takođe našao svoje mjesto u medicini. Primjena tehnologije u ovoj industriji je opet zbog mogućnosti precizne obrade. Takvi laseri se koriste kao zamjena za sterilne skalpele, omogućavajući mikrohirurške operacije.
Zaključak
Laser sa rubin aktivnim medijem u jednom trenutku postao je prvi operativni sistem ovog tipa. Ali razvojem alternativnih uređaja s plinskim i kemijskim punilima, postalo je očito da njegove performanse imaju mnoge nedostatke. I to da ne spominjemo činjenicu da je rubin laser jedan od najtežih u smislu proizvodnje. Kako se njegova radna svojstva povećavaju, tako se povećavaju i zahtjevi za elementima koji čine strukturu. Shodno tome, povećava se i cijena uređaja. Međutim, razvoj laserskih modela od rubin kristala ima svoje razloge, koji se, između ostalog, odnose na jedinstvene kvalitete aktivnog medija u čvrstom stanju.
