Введение в различные лазеры

레이저 유형의 짧은 목록

Лазеры можно разделить на шесть типов в зависимости от используемой среды: твердотельные лазеры, газовые лазеры, жидкостные лазеры, полупроводниковые лазеры, химические лазеры и лазеры на парах металлов.

Твердотельные лазеры

고체 레이저는 고체 매체를 사용하는 레이저입니다. 이러한 레이저에 사용되는 고체 재료는 유리 또는 결정질 재료입니다. 고체 레이저의 작동 원리: 고체 레이저에 사용되는 유리 또는 결정질 재료는 기본 재료와 함께 이온 불순물로 작용합니다. 도핑이란 물질에 불순물을 첨가하는 과정을 설명하는 데 사용되는 용어입니다. 이들 레이저에 사용되는 합금 원소는 희토류 원소인 툴륨(Tb), 에르븀(Er), 이테르븀(Yb)입니다. 사용된 캐리어 재료는 이터븀 도핑 유리, 에르븀 도핑 이트륨 알루미늄 가넷, 에르븀 도핑 유리 및 사파이어입니다. 가장 일반적으로 사용되는 지지 재료는 에르븀이 첨가된 이트륨 알루미늄 가넷입니다. 고체 레이저의 응용: 이 레이저를 사용하면 금속에 구멍을 뚫는 것이 더 쉬워집니다. 그들은 군사 분야에서 널리 사용됩니다. 고체 레이저의 장점: 이 레이저는 저렴한 관형 구조를 가지고 있습니다. 고체 레이저는 단순한 디자인을 가지고 있습니다. 출력 방사선은 연속적이거나 펄스형일 수 있습니다. 활성 매체에는 폐기물이 발생할 가능성이 거의 또는 전혀 없습니다. 이 레이저는 매우 효율적입니다. 고체 레이저의 단점: 고체 레이저의 출력 방사선은 낮습니다. 이러한 유형의 레이저의 발산은 가변적이며 0.05도에서 1도까지 다양합니다. 막대의 가열로 인해 레이저의 전력 손실이 발생합니다.

가스 레이저

Газовые лазеры имеют активную среду, состоящую из одного или нескольких газов или паров. Эти лазеры классифицируются как: атомарные газовые лазеры (гелий-неоновые лазеры), молекулярные газовые лазеры (лазеры на углекислом газе) и ионные газовые лазеры (аргон-ионные лазеры).

Жидкостные лазеры

액체 레이저는 염료 레이저라고도 합니다. 이 유형의 레이저는 액체를 활성 매체로 사용합니다. 액체 레이저에 사용되는 활성 물질을 염료라고 합니다. 일반적인 염료에는 플루오레세인, 로다민 B 및 로다민 6G가 포함됩니다. 액체 레이저의 작동 원리: 이 유형의 레이저의 활성 매체는 유기 염료이며 이를 용해하는 데 사용되는 용매는 물, 알코올 또는 에틸렌 글리콜입니다. 염료는 저장소에서 모세관으로 펌핑됩니다. 염료는 플래시 램프를 통해 튜브에서 나옵니다. 그런 다음 출력 빔은 브루스터 창을 통해 50% 반사체인 출력 커플러로 전달됩니다. 출력 파장은 넓은 범위에서 조정될 수 있습니다. 액체 레이저의 응용: 이 레이저는 의학 및 연구 도구로 널리 사용됩니다. 액체 레이저의 장점: 효율성이 높습니다. 넓은 범위의 파장을 얻을 가능성. 작은 빔 직경. 빔 발산각은 0.04~0.1도로 다른 레이저에 비해 상대적으로 작은 편이다. 액체 레이저의 단점: 이 레이저의 비용이 높습니다. 레이저를 특정 주파수로 조정하려면 필터를 사용해야 하므로 다른 유형의 레이저보다 가격이 더 비쌉니다. 어떤 요소가 빛을 방출하는지 확인하는 것은 어렵습니다.

반도체 레이저:반도체 레이저는 작은 레이저입니다. LED와 유사하게 작동하지만 출력 빔이 레이저의 특성을 가집니다. 반도체 다이오드는 반도체 기술을 사용하여 제조됩니다. 작동 방식반도체 레이저:Активным материалом, используемым в полупроводниковых лазерах, является арсенид галлия; поэтому эти лазеры также называются лазерами на арсениде галлия. Принцип работы полупроводникового лазера аналогичен принципу работы p-n-диода при прямом смещении. P-n-материалы подключаются к источнику питания постоянного тока через металлические контакты. Полупроводниковые лазеры также называются инжекционными лазерами, потому что ток инжектируется в соединение между p- и n-материалами. Применения 반도체 레이저: Эти лазеры естественным образом используются в качестве передатчиков в цифровой связи, поскольку они могут излучать свет с различной скоростью и длительностью импульса. Они также широко используются в волоконно-оптической связи. 반도체 레이저의 장점: Они имеют множество применений благодаря своим малым размерам. Эти лазеры очень экономичны. Не используются зеркала. Потребляемая мощность низкая. Недостатки полупроводниковых лазеров: Угол расхождения луча составляет 6–20 градусов, что больше, чем у других типов лазеров. Выходной луч имеет необычную форму, поскольку используемая среда короткая и прямоугольная. Рабочие характеристики этого типа лазеров зависят от температуры, такие как выходная мощность и центральная длина волны.

Химические лазеры:화학 레이저는 화학 반응을 통해 레이저 빛을 생성합니다. 예를 들어, 불소와 수소 원자의 화학 반응 중에 여기 상태에서 불화수소 분자가 형성될 수 있습니다. 따라서 두 이온 가스를 빠르게 혼합하면 레이저 방사선이 생성될 수 있으므로 추가 에너지가 필요하지 않습니다. 강력한 빛 에너지는 화학 반응을 통해 직접 생성될 수 있습니다. 장치의 두 가지 주요 유형은 불화수소(HF)와 불화중수소(DF)입니다. 첫 번째 레이저 파장은 2.6~3.3 마이크로미터이고 두 번째 레이저 파장은 3.5~4.2 마이크로미터입니다. 이러한 순수 화학 레이저는 현재 수 메가와트의 출력을 낼 수 있으며 파장 범위는 근적외선에서 중적외선까지입니다. 이 레이저는 대기 중이나 광섬유를 통해 쉽게 전파됩니다. 화학 레이저는 화학 반응을 통해 레이저 광을 생성하기 때문에 상대적으로 크기가 작고 현장 응용 분야에 매우 적합합니다. 특히 군사 목적과 핵융합에 사용할 수 있는 고출력 레이저를 만들 수 있습니다.

Лазеры на парах металлов, например, на парах меди, в основном генерируют зелёный (510,5 нм) и жёлтый (578,2 нм) свет, достигая средней мощности 100 Вт и пиковой мощности 100 кВт. Их основное применение — в качестве источника накачки для жидкостных лазеров. Кроме того, их можно использовать в высокоскоростной импульсной фотографии, проекционном телевидении с большим экраном и в обработке материалов.