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레이저의 기본 구조

May 14, 2021

1. 레이저 작동 매체

레이저 생산은 정상적인 신체, 액체, 고체 또는 반도체가 될 수있는 적절한 작동 매체를 선택해야합니다. 이 매체에서 인구는 레이저 광을 얻는 데 필요한 조건을 만들기 위해 반전 될 수 있습니다. 분명히 준 안정 에너지 수준의 존재는 인구 반전 세계의 실현에 매우 유익합니다. 거의 천 종류의 작동 매체가 있으며 생성 될 수있는 레이저 파장에는 매우 넓은 진공 자외선으로부터의 원적외선이 포함됩니다.

레이저의 핵심은 활성화 된 입자 (둘 다 금속)와 매트릭스의 두 부분으로 구성됩니다. 활성화 된 입자의 에너지 수준 구조는 레이저'의 스펙트럼 특성과 형광 수명을 결정합니다. 매트릭스는 주로 작업 재료의 물리적 및 화학적 특성을 결정합니다. 활성화 된 입자의 에너지 레벨 구조에 따라 3 단계 시스템 (예 : 루비 레이저)과 4 단계 시스템 (예 : Er : YAG 레이저)으로 나눌 수 있습니다. 현재 일반적으로 사용되는 작업 재료에는 원통형 (현재 가장 많이 사용됨), 플랫, 디스크 및 튜브의 네 가지 주요 유형이 있습니다.

2, 인센티브 소스

작동 매체에서 인구 반전을 일으키려면 원자 시스템을 자극하여 상위 에너지 수준의 입자 수를 증가시키는 특정 방법을 사용해야합니다. 일반적으로 기체 방전은 운동 에너지가있는 전자를 사용하여 매체 원자를 여기시키는 데 사용할 수 있습니다.이를 전기 여기라고합니다. 펄스 광원은 또한 작동 매체를 비추는 데 사용될 수 있으며,이를 광학 여기라고합니다. 열 여기, 화학적 여기 등이 있습니다. 다양한 인센티브 방법을 시각적으로 펌핑 또는 펌핑이라고합니다. 레이저 출력을 지속적으로 얻으려면 지속적으로" pumped" 낮은 에너지 수준보다 높은 에너지 수준에서 더 많은 입자를 유지합니다.

3. 집중 시스템

응축 캐비티에는 두 가지 기능이 있습니다. 하나는 펌프 소스와 작업 재료를 효과적으로 결합하는 것입니다. 다른 하나는 레이저 재료에서 펌프 광 밀도의 분포를 결정하여 출력 빔의 균일 성, 발산 및 광학 왜곡에 영향을줍니다. 작업 물질과 펌프 소스는 모두 농축 캐비티에 설치되므로 농축 캐비티의 품질은 펌프의 효율성과 작업 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 타원형 원통형 콘덴서 캐비티는 현재 가장 일반적으로 사용되는 소형 고체 레이저입니다.

4, 광학 공명 공동

전반사 미러와 부분 반사 미러로 구성되며 고체 레이저의 중요한 부분입니다. 광학 공명 캐비티는 지속적인 레이저 진동을 유지하여 자극 된 방출을 형성하기 위해 포지티브 광학 피드백을 제공 할뿐만 아니라 진동 빔의 방향과 주파수를 제한하여 출력 레이저의 높은 단색 성과 높은 지향성을 보장합니다. 고체 레이저의 가장 간단하고 일반적으로 사용되는 광학 공진 공동은 서로 마주 보는 두 개의 평면 거울 (또는 구면 거울)로 구성됩니다.

5. 냉각 및 필터 시스템

냉각 및 필터링 시스템은 레이저에 없어서는 안될 보조 장치입니다. 고체 레이저는 작동 중일 때 더 심각한 열 효과를 생성하므로 일반적으로 냉각 조치가 취해집니다. 주요 목적은 레이저 작업 재료, 펌핑 시스템 및 집중 캐비티를 냉각하여 레이저의 정상적인 사용과 장비 보호를 보장하는 것입니다. 냉각 방법에는 액체 냉각, 가스 냉각 및 전도 냉각이 포함되지만 가장 널리 사용되는 방법은 액체 냉각입니다. 단색도가 높은 레이저 빔을 얻기 위해서는 필터 시스템이 큰 역할을합니다. 필터 시스템은 대부분의 펌프 광과 다른 간섭 광을 필터링하여 출력 레이저 단색을 매우 좋게 만듭니다.


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