सामान्यतया प्रयोग हुने मुख्यधारा लेजरहरूको परिचय र अनुप्रयोगहरू

पहिलो ठोस राज्य स्पंदित रूबी लेजरको आगमन पछि, लेजरहरूको विकास धेरै छिटो भएको छ, र विभिन्न कार्य सामग्री र अपरेटिङ मोडहरू सहित लेजरहरू देखा पर्न जारी छन्। लेजरहरू विभिन्न तरिकामा वर्गीकृत छन्:

1. सञ्चालन मोड अनुसार, यसलाई विभाजित गरिएको छ: निरन्तर लेजर, अर्ध-निरन्तर लेजर, पल्स लेजर, र अल्ट्रा-छोटो पल्स लेजर।

निरन्तर लेजरको लेजर आउटपुट निरन्तर छ र लेजर काट्ने, वेल्डिंग र क्ल्याडिङको क्षेत्रमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यसको काम गर्ने विशेषता भनेको काम गर्ने पदार्थको उत्तेजना र सम्बन्धित लेजर आउटपुटलाई लामो अवधिमा निरन्तर रूपमा जारी राख्न सकिन्छ। लगातार सञ्चालनको क्रममा यन्त्रको ओभरहेटिंग प्रभाव प्रायः अपरिहार्य हुने भएकोले, प्रायजसो अवस्थामा उपयुक्त शीतलन उपायहरू लिनु पर्छ।

पल्स लेजरको ठूलो आउटपुट पावर छ र लेजर मार्किङ, काट्ने, दायरा आदिका लागि उपयुक्त छ। यसको कार्य विशेषताहरूमा लेजर ऊर्जा कम्प्रेसन साँघुरो पल्स चौडाइ, उच्च शिखर पावर, र समायोज्य पुनरावृत्ति फ्रिक्वेन्सी, मुख्य रूपमा Q-स्विचिङ, मोड लकिङ समावेश गर्दछ। , MOPA र अन्य विधिहरू। ओभरहेटिंग प्रभाव र किनारा चिपिंग प्रभाव प्रभावकारी रूपमा एकल पल्स पावर बढाएर कम गर्न सकिन्छ, यो प्रायः राम्रो प्रशोधनमा प्रयोग गरिन्छ।

2. काम गर्ने ब्यान्ड अनुसार, यसलाई विभाजित गरिएको छ: इन्फ्रारेड लेजर, दृश्य प्रकाश लेजर, पराबैंगनी लेजर, र एक्स-रे लेजर।

मिड-इन्फ्रारेड लेजरहरू मुख्यतया 10.6um CO2 लेजरहरू हुन् जुन व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ;

नजिकैको इन्फ्रारेड लेजरहरू व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, लेजर प्रशोधनको क्षेत्रमा 1064 ~ 1070nm सहित; 1310 र 1550nm अप्टिकल फाइबर संचार को क्षेत्र मा; लिडर दायराको क्षेत्रमा 905nm र 1550nm; 878nm, 976nm, आदि पम्प अनुप्रयोगहरूको लागि;

देखिने प्रकाश लेजरहरूले फ्रिक्वेन्सी-डबल 532nm मार्फत 1064nm गर्न सक्छन्, 532nm हरियो लेजरहरू लेजर प्रशोधन, चिकित्सा अनुप्रयोगहरू, आदिमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

UV लेजरहरूले मुख्यतया 355nm र 266nm समावेश गर्दछ। UV एक चिसो प्रकाश स्रोत भएकोले, यो प्राय: राम्रो प्रशोधन, मार्किंग, चिकित्सा अनुप्रयोग, आदि मा प्रयोग गरिन्छ।

3. काम गर्ने माध्यम अनुसार, यसलाई विभाजित गरिएको छ: ग्यास लेजर, फाइबर लेजर, ठोस लेजर, सेमीकन्डक्टर लेजर, आदि।

3.1 ग्यास लेजरहरूले मुख्य रूपमा CO2 लेजरहरू समावेश गर्दछ, जसले CO2 ग्यास अणुहरूलाई काम गर्ने माध्यमको रूपमा प्रयोग गर्दछ। तिनीहरूको लेजर तरंगदैर्ध्य 10.6um र 9.6um हो।

मुख्य विशेषता:

- तरंगदैर्ध्य गैर-धातु सामग्रीहरू प्रशोधन गर्नका लागि उपयुक्त छ, जसले फाइबर लेजरहरूले गैर-धातुहरू प्रशोधन गर्न नसक्ने समस्याको लागि बनाउँछ, र प्रशोधन क्षेत्रमा फाइबर लेजर प्रशोधनबाट फरक विशेषताहरू छन्;

-ऊर्जा रूपान्तरण दक्षता लगभग 20% ~ 25% छ, निरन्तर उत्पादन शक्ति 104W को स्तरमा पुग्न सक्छ, पल्स आउटपुट ऊर्जा 104 Joules को स्तरमा पुग्न सक्छ, र पल्स चौडाई नानोसेकेन्ड स्तरमा संकुचित गर्न सकिन्छ;

तरंगदैर्ध्य वायुमण्डलीय झ्यालमा सही छ र दृश्य प्रकाश र 1064nm इन्फ्रारेड प्रकाश भन्दा मानव आँखाको लागि धेरै कम हानिकारक छ।

यो व्यापक रूपमा सामग्री प्रशोधन, संचार, रडार, प्रेरित रासायनिक प्रतिक्रिया, शल्यक्रिया, आदि मा प्रयोग गरिन्छ। यो लेजर-प्रेरित थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया, आइसोटोप को लेजर विभाजन, र लेजर हतियार को लागी पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

3.2 फाइबर लेजर लेजरलाई बुझाउँछ जसले दुर्लभ पृथ्वी तत्व-डोपड ग्लास फाइबर लाभ माध्यमको रूपमा प्रयोग गर्दछ। यसको उच्च प्रदर्शन र विशेषताहरू, साथै लागत फाइदाहरूको कारण, यो हाल सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको लेजर हो। सुविधाहरू निम्नानुसार छन्:

(१) राम्रो बीम गुणस्तर: अप्टिकल फाइबरको वेभगाइड संरचनाले फाइबर लेजर एकल ट्रान्सभर्स मोड आउटपुट प्राप्त गर्न सजिलो छ, बाह्य कारकहरूबाट थोरै प्रभावित छ, र उच्च-चमक लेजर आउटपुट प्राप्त गर्न सक्छ भनेर निर्धारण गर्दछ।

(२) आउटपुट लेजरमा धेरै तरंगदैर्ध्यहरू छन्: यो किनभने दुर्लभ पृथ्वी आयनहरूको ऊर्जा स्तरहरू धेरै धनी छन् र त्यहाँ धेरै प्रकारका दुर्लभ पृथ्वी आयनहरू छन्;

(3) उच्च दक्षता: व्यावसायिक फाइबर लेजरहरूको समग्र इलेक्ट्रो-अप्टिकल दक्षता 25% को रूपमा उच्च छ, जुन लागत घटाउन, ऊर्जा संरक्षण र वातावरण संरक्षणको लागि लाभदायक छ।

(4) राम्रो तातो अपव्यय विशेषताहरू: गिलास सामग्रीको एकदम कम मात्रा-देखि-क्षेत्र अनुपात, छिटो तातो अपव्यय, र कम हानि छ, त्यसैले रूपान्तरण दक्षता उच्च छ र लेजर थ्रेसहोल्ड कम छ;

(5) कम्प्याक्ट संरचना र उच्च विश्वसनीयता: रेजोनन्ट गुहामा कुनै अप्टिकल लेन्स छैन, जसमा समायोजन-रहित, मर्मत-रहित र उच्च स्थिरताको फाइदाहरू छन्, जुन परम्परागत लेजरहरूबाट बेजोड छ;

(६) कम उत्पादन लागत: ग्लास अप्टिकल फाइबरको कम उत्पादन लागत, परिपक्व प्रविधि र अप्टिकल फाइबरको हावा क्षमताले ल्याइएका लघुकरण र तीव्रताका फाइदाहरू छन्।

फाइबर लेजरहरूसँग लेजर फाइबर कम्युनिकेसन, लेजर स्पेस लामो दूरीको सञ्चार, औद्योगिक जहाज निर्माण, अटोमोबाइल निर्माण, लेजर नक्काशी, लेजर मार्किङ, लेजर कटिङ, प्रिन्टिङ रोलर्स, सैन्य रक्षा र सुरक्षा, चिकित्सा उपकरण र उपकरणहरू सहित अनुप्रयोगहरूको विस्तृत दायरा छ। अन्य लेजर पु युआन र यस्तै अन्य लागि पम्प रूपमा।

3.3 ठोस-स्टेट लेजरहरूको काम गर्ने माध्यम भनेको इन्सुलेट क्रिस्टलहरू हो, जुन सामान्यतया अप्टिकल पम्पिङद्वारा उत्साहित हुन्छ।

YAG लेजरहरू (रुबिडियम-डोपड yttrium एल्युमिनियम गार्नेट क्रिस्टल) सामान्यतया क्रिप्टन वा क्सीनन बत्तीहरू पम्प बत्तीहरूको रूपमा प्रयोग गर्छन्, किनभने पम्प प्रकाशको केही विशिष्ट तरंगदैर्ध्यहरू Nd आयनहरूद्वारा अवशोषित हुनेछन्, र धेरैजसो ऊर्जालाई ताप ऊर्जामा रूपान्तरण गरिनेछ। सामान्यतया YAG लेजर ऊर्जा रूपान्तरण दक्षता कम छ। र ढिलो प्रशोधन गति बिस्तारै फाइबर लेजरहरू द्वारा प्रतिस्थापित हुन्छ।

नयाँ ठोस राज्य लेजर, एक उच्च शक्ति ठोस राज्य लेजर अर्धचालक लेजर द्वारा पम्प। फाइदाहरू उच्च ऊर्जा रूपान्तरण दक्षता हुन्, सेमीकन्डक्टर लेजरहरूको इलेक्ट्रो-अप्टिकल रूपान्तरण दक्षता 50% जति उच्च छ, जुन फ्ल्यास बत्तीहरू भन्दा धेरै उच्च छ; सञ्चालनको समयमा उत्पन्न प्रतिक्रियात्मक ताप सानो छ, मध्यम तापक्रम स्थिर छ, र यो कम्पनको प्रभावलाई हटाएर, पूर्ण रूपमा निको पार्ने उपकरणमा बनाउन सकिन्छ, र लेजर स्पेक्ट्रम रेखा साँघुरो छ, राम्रो आवृत्ति स्थिरता; लामो जीवन, सरल संरचना र प्रयोग गर्न सजिलो।

फाइबर लेजरहरूमा ठोस-राज्य लेजरहरूको मुख्य फाइदा भनेको एकल पल्स ऊर्जा उच्च छ। अल्ट्रा-सर्ट पल्स मोडुलेशनको साथ संयुक्त, निरन्तर शक्ति सामान्यतया 100W माथि हुन्छ, र शिखर पल्स पावर 109W को रूपमा उच्च हुन सक्छ। यद्यपि, काम गर्ने माध्यमको तयारी अधिक जटिल भएकोले, यो अधिक महँगो छ।

मुख्य तरंगदैर्ध्य 1064nm नजिक-इन्फ्रारेड हो, र 532nm ठोस-स्टेट लेजर, 355nm ठोस-स्टेट लेजर, र 266nm ठोस-स्टेट लेजर फ्रिक्वेन्सी डबलिङ मार्फत प्राप्त गर्न सकिन्छ।

3.4 सेमीकन्डक्टर लेजर, लेजर डायोड पनि भनिन्छ, एक लेजर हो जसले अर्धचालक सामग्रीहरूलाई यसको काम गर्ने पदार्थको रूपमा प्रयोग गर्दछ।

सेमीकन्डक्टर लेजरहरूलाई जटिल अनुनाद गुहा संरचनाहरू आवश्यक पर्दैन, त्यसैले तिनीहरू लघुकरण र हल्का तौल आवश्यकताहरूको लागि धेरै उपयुक्त छन्। यसको फोटोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण दर उच्च छ, यसको जीवन लामो छ, र यसलाई मर्मत आवश्यक पर्दैन। यो प्रायः पोइन्टिङ, डिस्प्ले, सञ्चार दायरा र अन्य अवसरहरूमा प्रयोग गरिन्छ। यो अक्सर अन्य लेजरहरूको लागि पम्प स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। लेजर डायोड, लेजर पोइन्टर्स र अन्य परिचित उत्पादनहरू सबै अर्धचालक लेजरहरू प्रयोग गर्छन्।