La struttura di base del laser

1. Medium di funzionamento del laser

La produzione dei laser deve scegliere un medium di lavoro adatto, che possono essere ente, liquido, solido o semiconduttore ordinario. In questo medium, la popolazione può essere invertita, creando le condizioni necessarie per ottenere i laser. Ovviamente, l'esistenza dei livelli energetici metastabili è molto utile alla realizzazione del mondo di inversione di popolazione. Ci sono quasi mille generi di media di funzionamento e le lunghezze d'onda del laser che possono essere generate comprendono una vasta gamma di infrarosso lontano ad ultravioletto di vuoto.

Come il centro del laser, consiste di due parti: particelle attivate (che sono metallo) e la matrice. La struttura di livello energetico delle particelle attivate determina le caratteristiche spettrali e la vita della fluorescenza del laser. La matrice pricipalmente determina le proprietà fisiche e chimiche del materiale di lavoro. Secondo la struttura di livello energetico delle particelle attivate, può essere divisa in un sistema a tre livelli (quale un laser a rubino) ed in un sistema di quarto livello (come Er: Laser di YAG). Attualmente, ci sono pricipalmente quattro generi di materiali di lavoro comunemente usati: cilindro (attualmente ha usato più), lamina piana, disco e tubo.

2. Fonti incentive

Per causare l'inversione di popolazione nel medium di lavoro, un certo 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 e gli elettroni con energia cinetica sono usati per eccitare gli atomi medi, che è chiamata eccitazione elettrica; le sorgenti luminose pulsate possono anche essere usate per illuminare il medium di lavoro, che è chiamato eccitazione ottica; c'è eccitazione termica, eccitazione chimica, ecc. I vari metodi incentivi sono chiamati visivamente pompare o pompare. Per ottenere continuamente l'uscita del laser, deve «essere pompata continuamente» per tenere più particelle dei livelli energetici che le particelle di più bassi livelli energetici.

3. Sistema di concentrazione

La cavità di condensazione ha due funzioni, uno è efficacemente di coppia la fonte della pompa ed il medium 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. La fonte della pompa e del fluido operante è installata nella camera di concentrazione, in modo dalla qualità della camera di concentrazione direttamente colpisce la prestazione di funzionamento e di efficienza della pompa. La cavità cilindrica ellittica del condensatore è il piccolo laser a stato solido più comunemente usato.

4. Cavità ottica

Composto di specchio della riflessione totale e di specchio della riflessione parziale, è una parte importante di laser a stato solido. Oltre a fornire le risposte ottiche positive per tenere il laser continuamente oscillare per formare l'emissione stimolata, la cavità sonora ottica 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 più semplice e più comunemente usato per i laser a stato solido è composto di due mirror piani (o di mirror sferici) disposti di fronte ad a vicenda.

5. Sistema di raffreddamento e di filtrazione

I sistemi di raffreddamento e di filtrazione sono attrezzatura ausiliaria essenziale per i laser. I laser a stato solido producono gli effetti termici più seri durante il funzionamento, in modo dalle misure di raffreddamento sono approntate solitamente. Lo scopo principale è 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 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 molto importante. Il sistema del filtro può filtrare la maggior parte della luce della pompa e di una certa altra luce di interferenza, di modo che il laser dell'uscita ha un monochromaticity molto buon.