Plynový laser - Gas laser
![]() | tento článek potřebuje další citace pro ověření.Leden 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
A plynový laser je laser ve kterém an elektrický proud je vypouštěn prostřednictvím a plyn produkovat koherentní světlo. Plynový laser byl prvním laserem s nepřetržitým světlem a prvním laserem, který pracoval na principu přeměny elektrické energie na výstup laserového světla. První plynový laser, Helium – neonový laser (HeNe), byl společně vynalezen íránsko-americkým fyzikem Ali Javan a americký fyzik William R. Bennett, Jr., v roce 1960. Produkoval koherentní světelný paprsek v infračervené oblasti spektra při 1,15 mikrometru.[Citace je zapotřebí ]
Druhy plynového laseru
Plynové lasery využívající mnoho plynů byly konstruovány a používány k mnoha účelům.
Lasery na oxid uhličitý nebo CO2 lasery mohou vyzařovat stovky kilowattů[1] v 9.6µm a 10,6 µm a jsou často používány v průmyslu pro řezání a svařování. Účinnost CO2 laser je nad 10%.
Kysličník uhelnatý nebo „CO“ lasery mají potenciál pro velmi velké výstupy, ale použití tohoto typu laseru je omezeno toxicitou plynného oxidu uhelnatého. Lidští operátoři musí být před tímto smrtícím plynem chráněni. Kromě toho je extrémně korozivní pro mnoho materiálů, včetně těsnění, těsnění atd.
Hélium-neonové (HeNe) lasery lze provést oscilací na více než 160 různých vlnových délkách nastavením dutiny Q na vrchol při požadované vlnové délce. Toho lze dosáhnout úpravou spektrální odezvy zrcadel nebo použitím disperzního prvku (Littrow hranol ) v dutině. Jednotky pracující při 633 nm jsou ve školách a laboratořích velmi běžné kvůli jejich nízké ceně a téměř dokonalým vlastnostem paprsku.
Dusíkaté lasery pracují v ultrafialovém rozsahu, typicky 337,1 nm, s využitím molekulárního dusíku jako média pro zisk, čerpaného elektrickým výbojem.
ČAJOVÉ lasery jsou napájeny elektrickým výbojem vysokého napětí ve směsi plynů obecně při atmosférickém tlaku nebo nad ním. Zkratka „TEA“ znamená Transversely Excited Atmospheric.
Chemické lasery
Chemické lasery jsou napájeny chemickou reakcí a v nepřetržitém provozu mohou dosáhnout vysokých výkonů. Například v laser s fluorovodíkem (2,7–2,9 µm) a deuteriumfluoridový laser (3,8 µm) je reakce kombinací vodíku nebo plynného deuteria s produkty hoření ethylen v fluorid dusitý. Byly vynalezeny George C. Pimentel.
Chemické lasery jsou poháněny chemickou reakcí, která umožňuje rychlé uvolnění velkého množství energie. Takové vysoce výkonné lasery jsou zvláště zajímavé pro armádu. Dále byly vyvinuty chemické lasery s kontinuální vlnou o velmi vysokých úrovních výkonu napájené proudy plynů, které mají některé průmyslové aplikace.
Excimerové lasery
Excimerové lasery jsou napájeny chemickou reakcí zahrnující vzrušený dimernebo excimer, což je krátkodobá dimerní nebo heterodimerní molekula vytvořená ze dvou druhů (atomů), z nichž alespoň jeden je v vzrušený elektronický stav. Obvykle vyrábějí ultrafialový světlo a používají se v polovodičích fotolitografie a v LASIK operace očí. Běžně používané excimerové molekuly zahrnují F2 (fluor, emitující při 157 nm) a sloučeniny vzácných plynů (ArF [193 nm], KrCl [222 nm], KrF [248 nm], XeCl [308 nm] a XeF [351 nm]).[2]
Iontové lasery
Argonový ion lasery vyzařují světlo v rozsahu 351–528,7 nm. V závislosti na optice a laserové trubici je použitelný různý počet čar, ale nejčastěji používané čáry jsou 458 nm, 488 nm a 514,5 nm.
Lasery s kovovými parami
Lasery na kovovou páru jsou plynové lasery, které se obvykle generují ultrafialový vlnové délky. Hélium -stříbrný (HeAg) 224 nm neon -měď (NeCu) 248 nm a hélium -kadmium (HeCd) 325 nm jsou tři příklady. Tyto lasery mají obzvláště úzkou oscilaci šířky čáry méně než 3GHz (500 femtometers ),[3]což z nich dělá kandidáty pro použití v fluorescence potlačena Ramanova spektroskopie.
The Měděný parní laser, se dvěma spektrálními čarami zelené (510,6 nm) a žluté (578,2 nm), je nejvýkonnějším laserem s nejvyšší účinností ve viditelném spektru.[4]
Výhody
- Velký objem aktivní materiál
- Aktivní materiál je relativně levný
- Aktivní materiál je téměř nemožné poškodit
- Teplo může být rychle odstraněno z dutina
Aplikace
- He-Ne laser se používá hlavně při výrobě hologramů.
- Při laserovém tisku se jako zdroj pro psaní na fotocitlivý materiál používá He-Ne laser.
- He-Ne lasery byly použity při čtení čárových kódů, které jsou otiskovány na výrobky v obchodech. Byly do značné míry nahrazeny laserové diody.
- Dusíkové lasery a excimerový laser se používají při čerpání pulzním barvivovým laserem.[5]
- Ionové lasery, většinou argon, se používají při čerpání CW barvivového laseru.[5]
Viz také
Reference
- ^ „Air Force Research Lab je vysoce výkonný CO2 laser". Obrana Tech Briefs. Archivovány od originál dne 2007-06-07.
- ^ Schuocker, D. (1998). Příručka Akademie Eurolaser. Springer. ISBN 0-412-81910-4.
- ^ „Deep UV Lasers“ (PDF). Photon Systems, Covina, Kalifornie. Archivovány od originál (PDF) dne 2007-07-01. Citováno 2007-05-27.
- ^ Endo, Masamori; Walter, Robert F. (3. října 2018). Plynové lasery. str. 451. ISBN 9781420018806.
- ^ A b Duarte, F. J. (2003). Nastavitelná laserová optika. Elsevier Academic. ISBN 0-12-222696-8.
- Yariv, Amnone (1989). Kvantová elektronika (3. vyd.). Wiley. ISBN 0-471-60997-8.
- http://www.google.com/patents/about?id=r2pmAAAAEBAJ&dq=3 149 290 Patent č. 3 149 290