이 기사는 소스가 무엇인지 보여줍니다단색 복사 및 다른 유형에 비해 고체 레이저의 장점은 무엇입니까? 일관된 방사선 생성이 어떻게 발생하는지, 펄스 장치가 더 강력한 이유와 조각이 필요한 이유를 설명합니다. 또한 레이저의 세 가지 필수 요소와 작동 방식에 대해서도 설명합니다.
구역 이론
레이저 작동 방식에 대해 이야기하기 전에(예를 들어 고체), 일부 물리적 모델을 고려해야합니다. 학교 수업에서 모든 사람들은 전자가 특정 궤도 또는 에너지 수준에서 원자핵 주위에 위치한다는 것을 기억합니다. 우리가 처분 할 수있는 원자가 하나가 아니라 많은 것, 즉 체적 체를 고려하고 있다면 한 가지 어려움이 발생합니다.
Pauli의 원칙에 따르면, 주어진 몸에서같은 에너지는 단 하나의 전자 일 수 있습니다. 또한 가장 작은 모래 알갱이조차도 엄청난 수의 원자를 포함합니다. 이 경우 자연은 매우 우아한 탈출구를 찾았습니다. 각 전자의 에너지는 이웃 전자의 에너지와 매우 작고 거의 구별 할 수없는 양만큼 다릅니다. 이 경우 동일한 수준의 모든 전자가 하나의 에너지 영역으로 "눌려"집니다. 핵에서 가장 먼 전자가 위치한 영역을 원자가 영역이라고합니다. 그 옆의 구역은 더 높은 에너지를 가지고 있습니다. 그 안에서 전자는 자유롭게 움직이며 전도대라고합니다.
방출 및 흡수
모든 레이저 (고체 상태, 가스, 화학)한 영역에서 다른 영역으로 전자의 전이 원리에 대해 작동합니다. 빛이 몸에 떨어지면 광자는 전자에게 더 높은 에너지 상태에 들어갈 수있는 충분한 힘을줍니다. 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 전자가 전도대에서 원자가대로 이동할 때 하나의 광자를 방출합니다. 물질이 반도체 또는 유전체 인 경우 원자가 및 전도도 밴드는 레벨이없는 간격으로 분리됩니다. 따라서 전자가있을 수 없습니다. 이 간격을 밴드 갭이라고합니다. 광자가 충분한 에너지를 가지고 있다면 전자는이 간격을 뛰어 넘습니다.
세대
고체 레이저의 작동 원리는물질의 금지 구역에서 소위 역 수준이 생성된다는 사실. 이 수준에서 전자의 수명은 전도대에있는 시간보다 길다. 따라서 일정 기간 동안 전자가 "축적"됩니다. 이것을 역 모집단이라고합니다. 필요한 파장의 광자가 전자가 흩 뿌려진 수준을 통과하면 동일한 길이와 위상의 많은 수의 광파가 동시에 생성됩니다. 즉, 눈사태의 전자는 모두 동시에 바닥 상태로 들어가서 충분히 높은 전력의 단색 광자 빔을 생성합니다. 첫 번째 레이저 개발자의 주된 문제는 수준 중 하나의 반전 된 인구가 가능한 물질 조합을 검색하는 것이 었습니다. 도핑 된 루비가 첫 번째 작업 물질이되었습니다.
레이저 구성
주요 구성 요소의 고체 레이저는다른 종과 다릅니다. 레벨 중 하나의 역 모집단이 수행되는 작업 본체는 일부 광원에 의해 조명됩니다. 펌핑이라고합니다. 이것은 종종 기존의 백열등 또는 가스 방전관 일 수 있습니다. 작동 유체의 평행 한 두 끝 (고체 레이저는 크리스탈, 가스-희박 매체를 의미 함)은 거울 시스템 또는 광학 공진기를 형성합니다. 그것은 출구 구멍에 평행하게 움직이는 광자만을 빔에서 수집합니다. 고체 레이저는 일반적으로 플래시 램프를 사용하여 펌핑됩니다.
고체 레이저의 유형
레이저 빔 출력 방식에 따라연속 레이저와 펄스 레이저를 구별합니다. 그들 각각은 응용 프로그램을 찾고 고유 한 특성을 가지고 있습니다. 주요 차이점은 펄스 고체 레이저가 더 높은 출력을 갖는다는 것입니다. 각 샷에 대해 광자가 "축적"되기 때문에 하나의 펄스는 유사한 시간 동안 연속 생성보다 더 많은 에너지를 생성 할 수 있습니다. 임펄스가 적을수록 각 "샷"이 더 강력 해집니다. 현재는 펨토초 레이저를 만드는 것이 기술적으로 가능합니다. 그의 충동 중 하나는 약 10 지속-15 초.이러한 의존성은 위에서 설명한 역 모집단의 과정이 거의 지속되지 않는다는 사실과 관련이 있습니다. 레이저가 "발사"하기 전에 기다리는 시간이 길수록 더 많은 전자가 역 레벨을 벗어날 시간을 갖게됩니다. 따라서 광자의 농도와 출력 빔의 에너지가 감소합니다.
레이저 조각
금속 및 유리 표면의 패턴사물은 사람의 일상을 장식합니다. 기계적으로, 화학적으로 또는 레이저로 적용 할 수 있습니다. 마지막 방법은 가장 현대적입니다. 다른 방법에 비해 장점은 다음과 같습니다. 처리 할 표면에 직접적인 영향이 없기 때문에 문양이나 각인을 적용하는 과정에서 물건을 손상시키는 것은 거의 불가능합니다. 레이저 빔은 매우 얕은 홈을 태 웁니다. 이러한 조각이있는 표면은 매끄럽게 유지되므로 물체가 손상되지 않고 더 오래 지속됩니다. 금속의 경우 레이저 빔은 물질의 구조 자체를 바꾸고 비문은 수년 동안 지워지지 않습니다. 조심스럽게 사용하면 산에 담 그거나 변형하지 마십시오. 그러면 몇 세대 동안 패턴이 확실히 보존됩니다. 두 가지 이유로 인 그레이 빙을 위해 고체 펄스 레이저를 선택하는 것이 가장 좋습니다. 고체 공정은 제어하기 쉽고 가격 대비 전력 비율 측면에서 최적입니다.
설치
조각을위한 특별한 설치가 있습니다.레이저 자체 외에도 레이저가 이동하는 기계식 가이드와 제어 장비 (컴퓨터)로 구성됩니다. 레이저 기계는 인간 활동의 많은 영역에서 사용됩니다. 위에서 우리는 가정 용품 장식에 대해 이야기했습니다. 맞춤형 수저, 라이터, 안경, 시계는 오랫동안 가족과 함께하며 행복한 순간을 상기시켜줍니다.
그러나 가정뿐만 아니라 산업상품은 레이저 조각이 필요합니다. 자동차와 같은 대형 공장은 수십만 또는 수백만의 엄청난 양의 부품을 생산합니다. 이러한 각 요소는 언제, 누가 생성했는지 표시해야합니다. 레이저 조각보다 더 좋은 방법은 없습니다. 움직이는 부품에서도 숫자, 생산 시간, 서비스 수명이 오랫동안 유지되어 마모 위험이 높아집니다. 이 경우 레이저 기계는 증가 된 출력과 안전성으로 구별되어야합니다. 결국 조각이 금속 부품의 특성을 몇 퍼센트라도 변경하면 외부 영향에 다르게 반응 할 수 있습니다. 예를 들어, 비문 장소에서 휴식을 취하십시오. 그러나 가정용으로는 더 간단하고 저렴한 설치가 적합합니다.
