Den huvudsakliga arbetskomponenten i alla laserenheter är det så kallade aktiva mediet. Det fungerar inte bara som en källa till riktat flöde, utan kan i vissa fall förbättra det avsevärt. Det är just denna egenskap som gasblandningar som fungerar som en aktiv substans i laserinstallationer har. Samtidigt finns det olika modeller av sådana enheter, som skiljer sig både i design och i arbetsmiljöns egenskaper. På ett eller annat sätt har gaslasern många fördelar som har gjort det möjligt för den att ta en stark plats i många industriföretags arsenal.
Funktioner för gasmediets verkan
Traditionellt förknippas lasrar med fasta och flytande medier som bidrar till bildandet av en ljusstråle med den prestanda som krävs. I detta fall har gasen fördelarna med enhetlighet och låg densitet. Dessa egenskaperlåt laserstrålen inte förvrängas, inte förlora energi och inte spridas. Gaslasern kännetecknas också av en ökad riktad strålning, vars gräns endast bestäms av ljusets diffraktion. Jämfört med fasta ämnen sker växelverkan mellan gaspartiklar uteslutande under kollisioner under termisk förskjutning. Som ett resultat motsvarar fyllmedlets energispektrum energinivån för varje partikel separat.
Gaslaserenhet
Den klassiska enheten för sådana enheter är bildad av ett förseglat rör med ett gasformigt funktionellt medium, såväl som en optisk resonator. Urladdningsröret är vanligtvis tillverkat av korundkeramik. Den är placerad mellan ett reflekterande prisma och en spegel på en berylliumcylinder. Urladdningen utförs i två sektioner med en gemensam katod vid likström. Tantaloxid-kallkatoder delas oftast i två delar med hjälp av en dielektrisk distans, vilket säkerställer en jämn fördelning av strömmar. Gaslaseranordningen tillhandahåller också närvaron av anoder - deras funktion utförs av rostfritt stål, presenterat i form av vakuumbälgar. Dessa element ger en flexibel anslutning mellan rör, prisma och spegelhållare.
Arbetsprincip
För att fylla den aktiva kroppen i gas med energi används elektriska urladdningar, som genereras av elektroder i hålrummet i apparatröret. Under kollision av elektroner med gaspartiklarde är upphetsade. Detta skapar grunden för emissionen av fotoner. Den stimulerade emissionen av ljusvågor i röret ökar när de passerar genom gasplasman. De exponerade speglarna vid cylinderns ändar utgör grunden för den föredragna riktningen för ljusflödet. En genomskinlig spegel, som är försedd med en gaslaser, väljer en bråkdel av fotoner från den riktade strålen, och resten av dem reflekteras inuti röret och upprätthåller strålningsfunktionen.
Funktioner
Tömningsrörets innerdiameter är vanligtvis 1,5 mm. Diametern på tantaloxidkatoden kan nå 48 mm med en elementlängd på 51 mm. I detta fall arbetar konstruktionen under inverkan av en likström med en spänning på 1000 V. I helium-neonlasrar är strålningseffekten liten och beräknas som regel i tiondelar av en W.
Koldioxidmodeller använder rör med en diameter på 2 till 10 cm. Det är anmärkningsvärt att en gaslaser som arbetar i kontinuerligt läge har en mycket hög effekt. Ur operativ effektivitetssynpunkt är denna faktor ibland ett plus, men för att upprätthålla en stabil funktion hos sådana enheter krävs hållbara och pålitliga speglar med förbättrade optiska egenskaper. Som regel använder teknologer metall- och safirelement med guldbehandling.
Sorter av lasrar
Huvudklassificeringen innebär indelning av sådana lasrar efter typen av gasblandning. Vi har redan nämnt funktionerna hos modeller baserade på en koldioxidaktiv kropp, men ocksåjoniska, helium-neon och kemiska medier är vanliga. För att tillverka enhetens design kräver jongaslasrar användning av material med hög värmeledningsförmåga. I synnerhet används keramiska metallelement och delar baserade på berylliumkeramik. Helium-neon media kan verka vid olika våglängder i infraröd strålning och i det synliga ljusspektrumet. Resonatorspeglarna i sådana anordningar kännetecknas av närvaron av dielektriska flerskiktsbeläggningar.
Kemiska lasrar representerar en separat kategori av gasrör. De involverar också användningen av gasblandningar som ett arbetsmedium, men processen för bildandet av ljusstrålning tillhandahålls av en kemisk reaktion. Det vill säga att gasen används för kemisk excitation. Enheter av denna typ är fördelaktiga genom att de direkt kan omvandla kemisk energi till elektromagnetisk strålning.
Användning av gaslasrar
Praktiskt taget alla lasrar av denna typ är mycket pålitliga, hållbara och prisvärda. Dessa faktorer har lett till att de används i många olika branscher. Till exempel har helium-neonanordningar funnit tillämpning i nivellerings- och justeringsoperationer som utförs i gruvdrift, i skeppsbyggnad, såväl som vid konstruktion av olika strukturer. Dessutom är egenskaperna hos helium-neonlasrar lämpliga för användning för att organisera optisk kommunikation, vid utveckling av holografiska material och kvantgyroskop. Var inget undantag vad gäller praktiska fördelar ochargongaslaser, vars tillämpning visar effektivitet inom materialbearbetning. I synnerhet fungerar sådana anordningar som en skärare av hårda stenar och metaller.
Gaslaserrecensioner
Om vi betraktar lasrar med tanke på fördelaktiga driftsegenskaper, noterar många användare ljusstrålens höga riktningsförmåga och övergripande kvalitet. Sådana egenskaper kan förklaras av en liten andel optiska förvrängningar, oavsett omgivande temperaturförhållanden. När det gäller nackdelarna behövs en stor spänning för att låsa upp potentialen hos gasformiga medier. Dessutom kräver en helium-neongaslaser och apparater baserade på koldioxidblandningar en avsevärd mängd elektrisk kraft för att anslutas. Men, som praxis visar, motiverar resultatet sig självt. Både lågeffektsenheter och enheter med hög effektpotential används.
Slutsats
Möjligheterna med gas-urladdningsblandningar när det gäller deras användning i lasersystem är fortfarande otillräckligt bemästrade. Ändå har efterfrågan på sådan utrustning framgångsrikt växt under lång tid och bildar en motsvarande nisch på marknaden. Gaslasern har fått den största spridningen i branschen. Den används som ett verktyg för att spetsa och noggrant skära fast material. Men det finns också faktorer som hindrar spridningen av sådan utrustning. För det första är detta ett snabbt slitage av elementbasen, vilket minskar hållbarheten hos enheter. För det andra finns det höga krav på att tillhandahålla en elektrisk urladdning,behövs för att bilda strålen.
