Lazerin prensipleri ve türleri

Prensipler ve türlerilazer
Lazer nedir?
Lazer (Uyarılmış Radyasyon Emisyonuyla Işık Yükseltme); Daha iyi bir fikir edinmek için aşağıdaki resme bakın:

Daha yüksek enerji seviyesindeki bir atom, kendiliğinden daha düşük bir enerji seviyesine geçer ve bir foton yayar; bu sürece kendiliğinden radyasyon denir.
Popülerlik şu şekilde anlaşılabilir: Yerdeki bir top en uygun konumundadır; top dış bir kuvvetle havaya itildiğinde (pompalama denir), dış kuvvet ortadan kalktığı anda top yüksek bir irtifadan düşer ve belirli bir miktarda enerji açığa çıkarır. Eğer top belirli bir atom ise, bu atom geçiş sırasında belirli bir dalga boyunda bir foton yayar.

Lazerlerin sınıflandırılması
İnsanlar lazer üretiminin prensibini kavradıktan sonra, lazerin çalışma malzemesine göre sınıflandırılması halinde gaz lazeri, katı hal lazeri, yarı iletken lazeri vb. olmak üzere farklı lazer türleri geliştirmeye başladılar.
1. Gaz lazer sınıflandırması: atom, molekül, iyon;
Gaz lazerlerinin çalışma maddesi gaz veya metal buharıdır ve bu da geniş bir lazer çıkış dalga boyu aralığı ile karakterize edilir. En yaygın olanı, CO2'nin çalışma maddesi olarak kullanıldığı ve elektriksel deşarjın uyarılmasıyla 10,6 µm'lik bir kızılötesi lazer üreten CO2 lazeridir.
Gaz lazerlerinin çalışma maddesi gaz olduğu için, lazerin genel yapısı çok büyüktür ve gaz lazerinin çıkış dalga boyu çok uzundur; bu nedenle malzeme işleme performansı iyi değildir. Bu yüzden gaz lazerleri kısa sürede piyasadan kaldırıldı ve sadece belirli alanlarda, örneğin bazı plastik parçaların lazerle işaretlenmesinde kullanıldı.
2, katı lazersınıflandırma: ruby, Nd:YAG, vb.;
Katı hal lazerinin çalışma malzemesi, aktif iyonlar olarak adlandırılan, malzemenin kristaline veya camına homojen bir şekilde yerleştirilmiş az miktarda iyondan oluşan yakut, neodimyum camı, itriyum alüminyum garnet (YAG) vb. malzemelerdir.
Katı hal lazeri, bir çalışma maddesi, bir pompalama sistemi, bir rezonatör ve bir soğutma ve filtreleme sisteminden oluşur. Aşağıdaki resmin ortasındaki siyah kare, açık renkli şeffaf bir cama benzeyen ve nadir toprak metalleriyle katkılanmış şeffaf bir kristalden oluşan bir lazer kristalidir. Nadir toprak metal atomunun özel yapısı, bir ışık kaynağı tarafından aydınlatıldığında parçacık popülasyonu tersine çevrilmesini oluşturur (basitçe, yerdeki birçok topun havaya itilmesi gibi düşünün) ve daha sonra parçacıklar geçiş yaptığında fotonlar yayar ve foton sayısı yeterli olduğunda lazer oluşur. Yayılan lazerin tek yönde çıkmasını sağlamak için, tam aynalar (sol mercek) ve yarı yansıtıcı çıkış aynaları (sağ mercek) bulunur. Lazer çıkışı daha sonra belirli bir optik tasarım yoluyla lazer enerjisi oluşturur.

3, yarı iletken lazer
Yarı iletken lazerler söz konusu olduğunda, basitçe bir fotodiyot olarak anlaşılabilir; diyotta bir PN eklemi bulunur ve belirli bir akım eklendiğinde, yarı iletkende elektronik geçiş meydana gelir ve fotonlar açığa çıkarak lazeri oluşturur. Yarı iletken tarafından açığa çıkarılan lazer enerjisi küçük olduğunda, düşük güçlü yarı iletken cihaz, pompalama kaynağı (uyarıcı kaynak) olarak kullanılabilir.fiber lazerBöylece fiber lazer oluşur. Yarı iletken lazerin gücü, malzemeleri doğrudan işleyebilecek noktaya kadar daha da artırılırsa, doğrudan yarı iletken lazer haline gelir. Şu anda piyasadaki doğrudan yarı iletken lazerler 10.000 watt seviyesine ulaşmıştır.

Yukarıda bahsedilen çeşitli lazerlere ek olarak, insanlar sıvı lazerler veya yakıt lazerleri olarak da bilinen lazerler icat etmişlerdir. Sıvı lazerler, katı lazerlere göre hacim ve çalışma maddesi bakımından daha karmaşıktır ve nadiren kullanılırlar.