Introduzione al principio di lavoro di laser di CO2

June 18, 2021
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I laser sono dispositivi che usano il principio di radiazione stimolata per amplificare o oscillare luce in alcune sostanze emozionanti.

La materia è eccitata con luce, l'elettricità ed altri metodi, di modo che alcune delle particelle sono eccitate ad uno stato di più alta energia. Quando il numero delle particelle in questo stato è maggior del numero delle particelle nello stato di energia più bassa, la materia può essere colpita tramite radiazione stimolata. La radiazione ottica di determinata lunghezza d'onda produce l'amplificazione, cioè, quando la radiazione ottica di questa lunghezza d'onda attraversa il materiale, emette la radiazione ottica di cui l'intensità è amplificata ed è coerente con la posizione, la frequenza e la direzione dell'onda della luce incidente. Ciò è chiamata un amplificatore di laser.

Se la sostanza emozionante è disposta nella cavità sonora, la radiazione leggera riflette avanti e indietro lungo l'asse nella cavità sonora ed i passaggi attraverso la sostanza molte volte e la radiazione leggera è amplificata molte volte formare un fascio «laser» con la direzione ad alta intensità e concentrata. Ciò è l'oscillatore del laser.

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Principio di funzionamento: La molecola di CO2 è una molecola simmetrica lineare. Due atomi di ossigeno sono da entrambi i lati dell'atomo di carbonio, che rappresenta la posizione di equilibrio degli atomi. Gli atomi nella molecola sono sempre nel moto e costantemente vibrano intorno alla loro posizione di equilibrio. Secondo la teoria molecolare di vibrazione, la CO2 ha tre modi differenti di vibrazione:① I due atomi di ossigeno vibrano nelle direzioni opposte lungo l'asse molecolare, cioè, i due ossigeno raggiungono il valore massimo ed il valore di equilibrio della vibrazione allo stesso tempo durante la vibrazione e l'atomo di carbonio è stazionario, in modo dalla sua vibrazione è chiamata vibrazione simmetrica. ② che i due atomi di ossigeno vibrano nel perpendicolare della direzione all'asse molecolare e la direzione di vibrazione è la stessa, mentre l'atomo di carbonio vibra nella direzione e nel perpendicolare opposti all'asse molecolare. Poiché le vibrazioni dei tre atomi sono sincronizzate, inoltre è chiamato vibrazione di deformazione. ③ che i tre atomi vibrano lungo l'asse della simmetria e la direzione di vibrazione dell'atomo di carbonio è di fronte a quella dei due atomi di ossigeno, che inoltre è chiamato energia vibratoria antisimmetrica. In questi tre modi differenti di vibrazione, è determinato che ci sono gruppi differenti di livelli energetici.

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Tubo del laser di CO2: È la maggior parte della parte critica della macchina del laser. È fatto solitamente di vetro duro e generalmente adotta una struttura stratificata della manica. Lo strato più interno è il tubo di scarico, il secondo strato è l'intelaiatura raffreddata ad acqua e lo strato esterno è il tubo a memoria di immagini del gas. Il diametro del tubo di scarico del laser ad anidride carbonica è più grande di quello del tubo del laser Lui-Ne. In linea generale, lo spessore del tubo di scarico non ha effetto sul potenza di uscita, pricipalmente considerando l'effetto di diffrazione causato dalla dimensione del punto, che dovrebbe essere determinato secondo la lunghezza del tubo. Il tubo più lungo è più spesso ed il più breve tubo è più sottile. La lunghezza del tubo di scarico è proporzionale al potenza di uscita. All'interno di certa gamma di lunghezza, il potenza di uscita per metro degli aumenti di lunghezza del tubo di scarico con la lunghezza totale. Lo scopo di aggiunta del rivestimento di raffreddamento ad acqua è di raffreddare il gas di lavoro e di stabilizzare il potenza di uscita. Il tubo di scarico è collegato al tubo a memoria di immagini del gas ad entrambe l'estremità, cioè, un'estremità del tubo a memoria di immagini del gas è collegata con il tubo di scarico con un piccolo foro e l'altra estremità è collegata con il tubo di scarico attraverso il tubo a spirale di ritorno, di modo che il gas può circolare nel tubo di scarico e nel flusso del tubo a memoria di immagini del gas, il gas nel tubo di scarico è scambiata in qualunque momento.

Cavità sonora ottica: La cavità sonora del laser di CO2 è solitamente piana e concava. Lo specchio è fatto di vetro ottico K8 o di quarzo ottico, che è trasformato in uno specchio concavo con un grande raggio di curvatura. La superficie dello specchio è ricoperta d'a film metallico con un film dorato dell'alta riflettività-un. La riflettività alla lunghezza d'onda delle portate 98,8% di 10.6μm e le proprietà chimiche sono stabili. La luce emessa dall'anidride carbonica è luce infrarossa. Di conseguenza, il riflettore deve usare i materiali che trasmettono la luce infrarossa, perché il vetro ottico ordinario non è trasparente a luce infrarossa. È richiesto per fare un piccolo foro nel centro dello specchio della riflessione totale. Poi guarnizione un il pezzo di materiale infrarosso che può trasmettere il laser di 10.6μm per sigillare il gas. Ciò fa una parte del laser nell'uscita della cavità sonora da questo piccolo foro per formare un raggio laser.

Alimentazione elettrica e pompa: La corrente di dispersione del laser incluso di CO2 è relativamente piccola. Utilizza gli elettrodi freddi ed il catodo è trasformato dei piatti di nichel o del molibdeno una forma cilindrica. Con una corrente di lavoro di 30-40mA, l'area del cilindro del catodo è 500cm2, di modo che la lente non sarà inquinata. Una barriera leggera si aggiunge fra il catodo e la lente. La pompa è eccitata da un alimentatore in CC continuo. Il principio dell'alimentatore in CC per eccitare il laser di CO2 è che la tensione di CC è di aumentare la tensione CA nella città con un trasformatore ed ottiene l'elettricità ad alta tensione con la rettifica ad alta tensione e la filtrazione ad alta tensione da aggiungere al tubo del laser.