Struttura di base di un laser

1. Medium di funzionamento del laser

La generazione di laser deve scegliere un medium di lavoro adatto, che possono essere normali, liquide, solide o semiconduttore. L'inversione di popolazione può essere raggiunta in questo medium per creare le condizioni necessarie per ottenere la luce laser. Ovviamente, l'esistenza dei livelli energetici metastabili è molto utile alla realizzazione del mondo di inversione di popolazione. Ci sono quasi 1.000 media di lavoro e le lunghezze d'onda del laser che possono essere generate includono una vasta gamma di vuoto ultravioletto e lontano infrarosso.

Mentre il centro del laser, è composto di particelle attivate (entrambi i metalli) e di matrice. La struttura di livello energetico delle particelle attivate determina le caratteristiche spettrali e la vita della fluorescenza del laser e di altre caratteristiche del laser e la matrice pricipalmente determina le proprietà fisiche e chimiche della sostanza di lavoro. Secondo la struttura di livello energetico delle particelle attivate, può essere divisa nei sistemi a tre livelli (quali i laser a rubino) e nei sistemi di quarto livello (come Er: Laser di YAG). Ci sono quattro forme comunemente usate delle sostanze di lavoro: cilindrico (il più usato attualmente), piano, disco e tubolare.

2. Fonte incentiva

Per fare l'inversione di numero della particella compaia nel medium di lavoro, un determinato metodo deve essere usato per eccitare il sistema atomico per aumentare il numero delle particelle nel livello energetico superiore. Generalmente, lo scarico di gas può essere usato per usare gli elettroni con energia cinetica per eccitare gli atomi del medium, che è chiamata eccitazione elettrica; le sorgenti luminose pulsate possono anche essere usate per irradiare il medium di lavoro, che è chiamato eccitazione ottica; e l'eccitazione termica, l'eccitazione chimica, tipi ecc. i vari di eccitazioni sono visualizzati come il pompaggio o pompaggio. Per ottenere continuamente l'uscita del laser, è «pompa» necessaria per mantenere costantemente più particelle nel livello energetico superiore che nel più basso livello energetico.

3. Concentrazione del sistema

Ci sono due funzioni della cavità di concentrazione, una sono efficacemente di coppia la fonte della pompa con il materiale di lavoro; l'altra è di determinare la distribuzione della densità di luce della pompa sul materiale di laser, quindi colpente l'uniformità, la divergenza e la distorsione ottica del fascio dell'uscita. Sia la sostanza di lavoro che la fonte della pompa sono installate nella cavità di condensazione, in modo dalla qualità della cavità di concentrazione direttamente colpisce l'efficienza e la prestazione di pompaggio. La cavità cilindrica ellittica del condensatore è il più comunemente usato in piccoli laser a stato solido.

4. Risuonatore ottico

È composto di specchio della riflessione totale e di specchio della riflessione parziale, che è una parte importante di laser a stato solido. Oltre a fornire le risposte positive ottiche per mantenere l'oscillazione continua del laser per formare l'emissione stimolata, il risuonatore ottico inoltre limita la direzione e la frequenza del fascio d'oscillazione per assicurare l'alto monochromaticity e l'alta direzionalità del laser dell'uscita. Il risuonatore ottico del laser a stato solido più semplice e più comunemente usato è composto di due mirror piani (o di mirror sferici) disposti di fronte ad a vicenda.

5. Raffreddamento e sistema del filtro

I sistemi di raffreddamento e di filtrazione sono dispositivi ausiliari essenziali per i laser. I laser a stato solido produrranno gli effetti termici seri quando lavora, così raffreddante le misure solitamente sono presi. È pricipalmente di raffreddare il materiale di funzionamento del laser, sistema di pompaggio e cavità di concentrazione per assicurare l'uso normale del laser e la protezione dell'attrezzatura. I metodi di raffreddamento comprendono refrigerante di liquidi, il gas raffreddantesi e la conduzione che si raffredda, ma attualmente il metodo più ampiamente usato è refrigerante di liquidi. Per ottenere un raggio laser con l'alto monochromaticity, il sistema del filtro svolge un ruolo importante. Sistema del filtro? Può filtrare la maggior parte della luce della pompa e di una certa altra luce di interferenza, di modo che il monochromaticity del laser dell'uscita è molto buono.