Plynový laser: popis, charakteristika, princip činnosti

Hlavní pracovní součást každého laseruzařízení je tzv. aktivní médium. Nepůsobí pouze jako zdroj směrového toku, ale v některých případech může výrazně posílit. To je tato vlastnost a mají plynové směsi, které působí jako aktivní látky v laserových instalacích. V takovém případě existují různé modely takových zařízení, které se liší konstrukcí a vlastnostmi pracovního prostředí. Jedním nebo druhým způsobem má plynový laser mnoho výhod, které mu umožnily zaujmout pevné místo v arzenálu mnoha průmyslových podniků.

Vlastnosti plynárenského prostředí

Tradičně jsou lasery spojeny s pevnýmia tekuté média, které přispívají k vytváření světelného paprsku s potřebnými výkonnostními charakteristikami. Plyn má výhody ve formě homogenity a nízké hustoty. Tyto vlastnosti umožňují, aby tok laseru nebyl zkreslený, aby neztratil energii a aby se nerozptýlil. Také plynový laser se vyznačuje zvýšeným směrem záření, jehož limit je určen pouze difrakcí světla. Ve srovnání s pevnými tělesy dochází k interakci částic plynů výhradně při srážkách za podmínek tepelného přemístění. V důsledku toho energetické spektrum plniva odpovídá energetické úrovni každé částice zvlášť.

Zařízení plynových laserů

Klasické zařízení takových zařízeníje tvořena uzavřenou trubkou s plynným funkčním médiem a také optickým rezonátorem. Vypouštěcí trubice je obvykle vyrobena z korundové keramiky. Je umístěn mezi reflexním hranolem a zrcadlem na cylindru berylia. Vybíjení se provádí ve dvou úsecích se společnou katodou s konstantním proudem. Oxidantanthové studené katody se nejčastěji dělí na dvě části pomocí dielektrického těsnění, které zajišťuje rovnoměrnost distribuce proudu. Také plynové laserové zařízení zajišťuje přítomnost anodů - jejich funkce se provádí z nerezavějící oceli, reprezentované jako vakuové vlnovce. Tyto prvky poskytují pohyblivé spojení trubek, hranolů a držáků zrcadel.

Princip činnosti

Naplnit energii aktivního tělesa v plynuPoužívají se elektrické výboje, které jsou vytvářeny elektrodami v dutině přístrojové trubice. Při srážce elektronů s částicemi plynu jsou vzrušeni. Tak vzniká základ pro emisi fotonů. Nucená emise světlých vln v trubici se během průchodu plazmou plynu zvyšuje. Odkryté zrcátka na koncích válce tvoří základ převažujícího směru světelného toku. Semitransparentní zrcadlo dodané plynovým laserem odebírá zlomek fotonů z přímého paprsku a zbytek se odráží uvnitř trubice a podporuje funkci radiace.

Charakteristiky

Vnitřní průměr vypouštěcí trubky je obvykleje 1,5 mm. Průměr katody oxid-tantal může dosáhnout 48 mm s délkou 51 mm. V tomto případě funguje konstrukce pod proudem stejnosměrného proudu o napětí 1000 V. V helium-neonových laserech je výkon záření malý a zpravidla se vypočítává v desítkách W.

Modely na oxid uhličitý naznačujípoužití trubek o průměru 2 až 10 cm Je třeba poznamenat, že plynový laser pracující v kontinuálním režimu má velmi vysoký výkon. Z hlediska provozní efektivity se tento faktor někdy dostává do plusu, avšak za účelem udržení stabilní funkce takových zařízení jsou vyžadována trvanlivá a spolehlivá zrcadla se zvýšenými optickými vlastnostmi. Technici zpravidla používají kovové a zafírové prvky se zpracováním zlata.

Odrůdy laserů

Hlavní klasifikace znamená oddělenítakové lasery podle typu plynné směsi. Charakteristiky modelů na aktivním organismu s obsahem oxidu uhličitého jsou již zmíněny, ale i iontové, heliové neonové a chemické média jsou také běžné. Pro konstrukci zařízení vyžadují iontové plynové lasery použití materiálů s vysokou tepelnou vodivostí. Konkrétně se používají kovokeramické prvky a detaily založené na berylliové keramice. Hliníkové neonové médium může pracovat při různých vlnových délkách z hlediska infračerveného záření a spektra viditelného světla. Zrcadla rezonátoru takových zařízení se vyznačují přítomností vícevrstvých dielektrických povlaků.

Chemické lasery představují samostatnékategorie plynovodů. Předpokládají také použití plynných směsí jako pracovní médium, ale proces tvorby světelného záření je zajištěn chemickou reakcí. To znamená, že plyn se používá pro chemické buzení. Zařízení tohoto typu jsou výhodná v tom, že v nich je možná přímá přeměna chemické energie na elektromagnetické záření.

Aplikace plynových lasery

Prakticky všechny lasery tohoto typu se lišívysoký stupeň spolehlivosti, trvanlivosti a přijatelné ceny. Tyto faktory způsobily jejich širokou distribuci v různých odvětvích. Například helium-neonové přístroje nalezly uplatnění při vyrovnávacích a vyrovnávacích operacích, které se provádějí v těžbě, stavbě lodí a také při konstrukci různých konstrukcí. Kromě toho jsou vlastnosti helium-neonových lasery vhodné pro použití v organizaci optické komunikace, při vývoji holografických materiálů a kvantových gyroskopů. Argon plynový laser, jehož aplikace ukazuje účinnost při zpracování materiálů, nebyla výjimkou, pokud jde o praktickou užitečnost. Zejména tato zařízení slouží jako řezbář z tvrdých hornin a kovů.

Recenze plynových lasery

Pokud zvážíme lasery z hlediska užitečnéhoprovozní vlastnosti, mnoho uživatelů hlásí vysokou směrovost a celkovou kvalitu světelného paprsku. Tyto vlastnosti lze vysvětlit malé části optického zkreslení bez ohledu na teplotu prostředí. Pokud jde o nevýhody, potenciál pro zpřístupnění plynných médií vyžaduje velké napětí. Navíc plynový laser a zařízení pracující na bázi směsi oxidu uhličitého helium-neonový, vyžaduje značné připojení elektrické energie. Ale, jak praxe ukazuje, výsledek ospravedlňuje sám. Použití low-energetických zařízení, a najít a zařízení s velkým potenciálem energie.

Závěr

Možnosti směsi plynů a výboje z hlediska jejichaplikace v laserových systémech dosud nebyla dostatečně rozvinutá. Nicméně poptávka po takovém zařízení se dlouho a úspěšně rozrostla, čímž vznikla vhodná oblast na trhu. Plynový laser byl nejčastěji používán v průmyslu. Používá se jako nástroj pro bodové a přesné řezání pevných materiálů. Existují však faktory, které brání distribuci takového zařízení. Za prvé je to rychlé opotřebení elementárního základu, což snižuje dlouhověkost nástrojů. Za druhé, existují vysoké požadavky na zajištění elektrického vypouštění potřebného pro tvorbu paprsku.