Введение и применение обычных лазеров
Публиковать:Коробка Оптроника  Время:2024-01-10  Просмотры:1022
1. В зависимости от режима работы: непрерывные лазеры, квазинепрерывные лазеры, импульсные лазеры, ультракороткие импульсные лазеры.
Лазерный выход непрерывного лазера является непрерывным и широко используется в области лазерной резки, сварки и плавления. Его рабочие характеристики заключаются в том, что возбуждение рабочего вещества и соответствующий выход лазера могут продолжаться непрерывно в течение длительного времени. Поскольку эффект перегрева оборудования часто неизбежен во время непрерывной работы, в большинстве случаев необходимо принять соответствующие меры охлаждения.
Импульсный лазер имеет большую выходную мощность, подходит для лазерной маркировки, резки, измерения расстояния и так далее. Его рабочие характеристики включают сжатие лазерной энергии, чтобы сформировать узкую ширину импульса, высокую пиковую мощность и регулируемую частоту повторения, в основном включают Q, модуль блокировки, MOPA и другие методы. Поскольку увеличение мощности одного импульса может эффективно уменьшить эффект перегрева и эффект разреза, он в основном используется для тонкой обработки.
2. Распределены по рабочим диапазонам: инфракрасные лазеры, лазеры видимого света, ультрафиолетовые лазеры, рентгеновские лазеры.
Средний инфракрасный лазер - это в основном широко используемый 10,6 - микронный CO2 - лазер;
Лазеры ближнего инфракрасного диапазона широко используются, в том числе 1064 - 1070 нм в области лазерной обработки; Оптово - волоконная связь 1310 и 1550 нм; 905 нм и 1550 нм в области лазерной радиолокационной дальномерности; 878 нм, 976 нм и т.д. для насосных приложений;
Поскольку частота лазеров видимого света может быть в два раза больше, чем от 532 нм до 1064 нм, зеленые лазеры 532 нм широко используются в лазерной обработке, медицинских приложениях и т. Д.
Ультрафиолетовые лазеры в основном состоят из 355 нм и 266 нм. Поскольку ультрафиолетовый свет является источником холодного света, он в основном используется для тонкой обработки, маркировки, медицинских применений и так далее.
3. Разделены по рабочим средам: газовые лазеры, волоконно - оптические лазеры, твердотельные лазеры, полупроводниковые лазеры и т.д.
3.1 Газовые лазеры состоят в основном из CO2 - лазеров, работающих на молекулах газа CO2. Их длина волны лазера составляет 10,6 и 9,6 микрон соответственно.
Основные особенности:
- длина волны подходит для обработки неметаллических материалов, что компенсирует неспособность волоконно - оптических лазеров обрабатывать неметаллические материалы и имеет характеристики, отличные от характеристик волоконно - оптической лазерной обработки в области обработки;
- Эффективность преобразования энергии около 20% ~ 25%, непрерывная выходная мощность до уровня 104 Вт, выходная энергия импульса до уровня 104 Дж, ширина импульса может быть сжата до наносекундного уровня;
- Длина волны находится прямо в атмосферном окне и наносит гораздо меньший вред человеческому глазу, чем видимый и 1064 - нм инфракрасный свет.
Он широко используется для обработки материалов, связи, радаров, индуцированных химических реакций, хирургии и т. Д. Он также может использоваться для лазерной индукции термоядерных реакций, лазерного разделения изотопов и лазерного оружия.
3.2 Волоконно - оптические лазеры - это лазеры, использующие стекловолокно, легированное редкоземельными элементами, в качестве усиливающей среды. Благодаря своей превосходной производительности и характеристикам, а также преимуществам с точки зрения затрат, он является наиболее широко используемым лазером в настоящее время. Они характеризуются следующими особенностями:
(1) Качество луча хорошее: волноводная структура волоконно - оптического волокна определяет, что волоконно - оптический лазер может легко получить выход с одним поперечным модулем, мало подвержен влиянию внешних факторов, может достичь высокой яркости лазерного выхода.
(2) Выходные лазеры имеют много длин волн: это связано с тем, что уровень ионов редкоземельных элементов очень богат, а типы ионов редкоземельных элементов также многочисленны;
(3) Эффективность: общая электрооптическая эффективность коммерческих волоконно - оптических лазеров достигает 25%, что способствует снижению затрат, энергосбережению и охране окружающей среды.
(4) Хорошие характеристики охлаждения: Стеклянный материал имеет очень низкое отношение площади объема, быстрое охлаждение и низкие потери, поэтому эффективность преобразования высока, лазерный порог низкий;
(5) Компактная конструкция, высокая надежность: в резонаторной полости нет оптической линзы, имеет преимущества несравнимого отсутствия регулировки, освобождения от обслуживания, высокой стабильности традиционных лазеров;
(6) Низкие затраты на производство: низкая стоимость производства стекловолокна, зрелая технология, с преимуществами миниатюризации и интенсификации, вызванными намоткой волокна.
Волоконно - оптические лазеры имеют широкий спектр применений, включая лазерную волоконно - оптическую связь, лазерную космическую дальнюю связь, промышленное судостроение, автомобилестроение, лазерную гравировку, лазерную маркировку, лазерную резку, печатные барабаны, военную оборону и безопасность, медицинское оборудование и оборудование, а также Puhou, используемые в качестве других лазерных насосов.
3.3 Рабочим материалом твердотельного лазера является изолирующий кристалл, обычно возбуждаемый оптической накачкой.
Лазеры YAG (кристаллы алюминиевого граната, легированные рубидием - иттрием) обычно используют криптоновую или ксеноновую лампу в качестве насосной лампы, потому что только несколько насосных лучей на определенной длине волны поглощаются ионами Nd, и большая часть энергии преобразуется в тепловую энергию. Лазеры YAG обычно менее эффективны в преобразовании энергии. Медленная скорость обработки постепенно заменяется волоконно - оптическими лазерами.
Новый твердотельный лазер, мощный твердотельный лазер, накачиваемый полупроводниковым лазером. Преимущество заключается в высокой эффективности преобразования энергии, эффективности преобразования света полупроводниковых лазеров до 50%, намного выше, чем вспышка; Реакционная теплота, создаваемая в процессе работы, мала, температура среды стабильна, может быть изготовлена из полностью отвержденного устройства, устраняет влияние вибрации, а лазерная спектральная линия более узкая, частотная стабильность лучше; Длительный срок службы, простая структура, удобное использование.
3.4 Полупроводниковый лазер, также известный как лазерный диод, представляет собой лазер, работающий из полупроводникового материала.
Полупроводниковые лазеры не требуют сложной структуры резонаторов и поэтому идеально подходят для миниатюризации и легких потребностей. Он имеет высокую скорость фотоэлектрического преобразования, длительный срок службы и не нуждается в обслуживании. Он часто используется для фиксированной точки, отображения, измерения расстояния связи и других случаев. Он также часто используется в качестве источника накачки для других лазеров. Лазерные диоды, лазерные индикаторы и другие знакомые продукты используют полупроводниковые лазеры.