Prvi laseri pojavili su se prije nekoliko desetljeća, a do danas ovaj segment promoviraju najveće tvrtke. Programeri dobivaju sve više i više novih značajki opreme, omogućujući korisnicima da je učinkovitije koriste u praksi.
Supported-state ruby laser ne smatra se jednim od najperspektivnijih uređaja ove vrste, ali uz sve svoje nedostatke, još uvijek pronalazi niše u radu.
Opće informacije
Ruby laseri pripadaju kategoriji poluprovodničkih uređaja. U usporedbi s kemijskim i plinskim kolegama, oni imaju nižu snagu. To se objašnjava razlikom u karakteristikama elemenata, zbog kojih se osigurava zračenje. Na primjer, isti kemijski laseri sposobni su generirati svjetlosne tokove snage od stotine kilovata. Među značajkama koje razlikuju rubin laser su visoki stupanj monokromatnosti, kao i koherentnost zračenja. Osim toga, neki modeli osiguravaju povećanu koncentraciju svjetlosne energije u prostoru, što je dovoljno za termonuklearnu fuziju zagrijavanjem plazme snopom.
Kao što naziv govori, inaktivni medij lasera je kristal rubina, predstavljen u obliku cilindra. U ovom slučaju, krajevi šipke su polirani na poseban način. Kako bi rubin laser za njega osigurao maksimalnu moguću energiju zračenja, strane kristala se obrađuju sve dok se ne postigne ravnoparalelni položaj jedna u odnosu na drugu. Istodobno, krajevi moraju biti okomiti na os elementa. U nekim slučajevima krajevi, koji na neki način djeluju kao ogledala, dodatno su prekriveni dielektričnim filmom ili slojem srebra.
Ruby laserski uređaj
Uređaj uključuje komoru s rezonatorom, kao i izvor energije koji pobuđuje atome kristala. Ksenon bljeskalica može se koristiti kao aktivator bljeskalice. Izvor svjetlosti se nalazi duž jedne osi rezonatora cilindričnog oblika. Na drugoj osi je rubin element. U pravilu se koriste šipke duljine 2-25 cm.
Rezonator usmjerava gotovo svu svjetlost iz lampe u kristal. Treba napomenuti da nisu sve ksenonske žarulje sposobne raditi na povišenim temperaturama, koje su potrebne za optičko pumpanje kristala. Iz tog razloga, rubin laserski uređaj, koji uključuje ksenonske izvore svjetlosti, dizajniran je za kontinuirani rad, koji se naziva i pulsirajući. Što se tiče štapa, on je obično izrađen od umjetnog safira, koji se u skladu s tim može modificirati kako bi zadovoljio zahtjeve izvedbe zalaser.
Laserski princip
Kada se uređaj aktivira paljenjem lampe, dolazi do inverzivnog efekta s povećanjem razine kromovih iona u kristalu, uslijed čega počinje lavinski porast broja emitiranih fotona. U tom se slučaju opaža povratna sprega na rezonatoru, koju osiguravaju zrcalne površine na krajevima čvrste šipke. Ovako se generira usko usmjeren tok.
Trajanje impulsa u pravilu ne prelazi 0,0001 s, što je kraće u odnosu na trajanje neonskog bljeska. Energija impulsa rubinskog lasera je 1 J. Kao iu slučaju plinskih uređaja, princip rada rubin lasera također se temelji na povratnom učinku. To znači da zrcala u interakciji s optičkim rezonatorom počinju održavati intenzitet svjetlosnog toka.
Laserski načini
Najčešće se u načinu formiranja spomenutih impulsa s milisekundnom vrijednošću koristi laser s rubin štapom. Kako bi se postiglo dulje aktivno vrijeme, tehnologije povećavaju energiju optičkog crpljenja. To se postiže korištenjem snažnih bljeskalica. Budući da je polje rasta impulsa, zbog vremena formiranja električnog naboja u bljeskalici, karakterizirano ravnošću, rad rubinskog lasera počinje s određenim zakašnjenjem u trenucima kada broj aktivnih elemenata premašuje vrijednosti praga.
Ponekad ih imaporemećaj generiranja impulsa. Takve se pojave promatraju u određenim intervalima nakon smanjenja pokazatelja snage, odnosno kada potencijal snage padne ispod granične vrijednosti. Rubinski laser teoretski može raditi u kontinuiranom načinu rada, ali takav rad zahtijeva korištenje snažnijih svjetiljki u dizajnu. Zapravo, u ovom slučaju, programeri se suočavaju s istim problemima kao i pri stvaranju plinskih lasera - nesvrsishodnost korištenja baze elemenata s poboljšanim karakteristikama i, kao rezultat, ograničavanje mogućnosti uređaja.
Pregledi
Prednosti povratnog učinka najizraženije su kod lasera s nerezonantnom spregom. U takvim se izvedbama dodatno koristi element za raspršivanje, koji omogućuje zračenje kontinuiranog frekvencijskog spektra. Koristi se i Q-switched ruby laser - njegov dizajn uključuje dvije šipke, hlađene i nehlađene. Temperaturna razlika omogućuje formiranje dvije laserske zrake, koje su razdvojene valnom duljinom u angstreme. Ove zrake sijaju kroz impulsno pražnjenje, a kut koji formiraju njihovi vektori razlikuje se za malu vrijednost.
Gdje se koristi rubin laser?
Takve lasere karakterizira niska učinkovitost, ali ih odlikuje toplinska stabilnost. Ove kvalitete određuju smjerove praktične uporabe lasera. Danas se koriste u stvaranju holografije, kao iu industrijama gdje je potrebno obavljati operacijebušenje rupa. Takvi se uređaji također koriste u operacijama zavarivanja. Na primjer, u proizvodnji elektroničkih sustava za tehničku podršku satelitskih komunikacija. Rubinski laser također je našao svoje mjesto u medicini. Primjena tehnologije u ovoj industriji ponovno je zaslužna za mogućnost precizne obrade. Takvi laseri se koriste kao zamjena za sterilne skalpele, omogućujući mikrokirurške operacije.
Zaključak
Laser s rubin aktivnim medijem svojedobno je postao prvi operativni sustav ove vrste. Ali s razvojem alternativnih uređaja s plinskim i kemijskim punilima, postalo je očito da njegova izvedba ima mnogo nedostataka. I to da ne spominjemo činjenicu da je rubin laser jedan od najtežih u smislu proizvodnje. Kako se njegova radna svojstva povećavaju, tako se povećavaju i zahtjevi za elementima koji čine strukturu. Sukladno tome, povećava se i trošak uređaja. Međutim, razvoj laserskih modela s kristalima rubina ima svoje razloge, koji se, između ostalog, odnose na jedinstvene kvalitete aktivnog medija u čvrstom stanju.
