¿Las tres condiciones y funciones de los láseres, la estructura básica de los láseres?
1. Material de trabajo láser.
Se refiere al sistema material utilizado para lograr la inversión del número de partículas y producir amplificación de radiación estimulada de la luz. A veces también se le llama medios de ganancia láser. Pueden ser sólidos (cristales, vidrio), gases (átomos) Gases. , gases iónicos, gases moleculares), semiconductores, líquidos y otros medios.
El principal requisito para los materiales de trabajo con láser es lograr el mayor grado de inversión del número de partículas posible entre niveles de energía específicos de sus partículas de trabajo, y hacer que esta inversión se produzca durante todo el proceso de emisión del láser. para ello, se requiere que el material de trabajo tenga una estructura de nivel de energía y características de transición adecuadas.
2. Sistema de bombeo de incentivos.
Se refiere al mecanismo o dispositivo que proporciona una fuente de energía para que el material de trabajo del láser logre y mantenga la inversión del número de partículas. Dependiendo del material de trabajo y de las condiciones de funcionamiento del láser, se pueden adoptar diferentes métodos y dispositivos de excitación.
Utiliza fragmentos de fisión, partículas de alta energía o radiación producida por pequeñas reacciones de fisión nuclear para excitar el material de trabajo y lograr la inversión del número de partículas.
3. Cavidad de vibración óptica.
Suele estar compuesto por dos reflectores con determinadas formas geométricas y características de reflexión óptica combinados de una forma específica. Las funciones son:
① Proporciona capacidad de retroalimentación óptica, lo que permite que los fotones de emisión estimulados viajen hacia adelante y hacia atrás en la cavidad varias veces para formar oscilaciones sostenidas coherentes.
② Limite la dirección y frecuencia del haz de oscilación alternativa en la cavidad para garantizar que el láser de salida tenga cierta direccionalidad y monocromaticidad. El efecto de la cavidad de vibración depende de la geometría (radio de curvatura de la superficie de reflexión) y de la combinación relativa de los dos espejos que componen la cavidad de un tipo de cavidad de vibración determinado (su respuesta a diferentes direcciones de viaje y diferentes frecuencias en la cavidad; cavidad) luz, con diferentes características de pérdida selectiva).
Información ampliada
Según los diferentes estados físicos de los materiales de trabajo, todos los láseres se pueden dividir en las siguientes categorías:
①Láseres sólidos (cristal y vidrio) , el material de trabajo utilizado en este tipo de láser se fabrica incorporando iones metálicos que pueden producir radiación estimulada en una matriz de cristal o vidrio para formar un centro luminiscente;
②Láseres de gas, son El material de trabajo utilizado es gas, y de acuerdo con las diferentes propiedades de las partículas de trabajo que realmente producen la emisión estimulada en el gas, se divide en láseres de gas atómico, láseres de gas iónico, láseres de gas molecular, láseres de gas excimer, etc.;
③Láser líquido, las sustancias de trabajo utilizadas en este tipo de láser incluyen principalmente dos tipos, una es una solución de tinte fluorescente orgánico y la otra es una solución de compuesto inorgánico que contiene iones de metales de tierras raras, entre los cuales los iones metálicos (como Nd) funcionan. las partículas actúan, mientras que el líquido compuesto inorgánico actúa como matriz;
④ Láser semiconductor, este tipo de láser utiliza un determinado material semiconductor como sustancia de trabajo para producir una emisión estimulada, y su principio es pasar un cierto Los métodos de excitación (inyección eléctrica, bombeo óptico o inyección de haz de electrones de alta energía), entre las bandas de energía de materiales semiconductores o entre bandas de energía y niveles de energía de impurezas, logran la inversión del número de partículas excitando a los portadores que no están en equilibrio, produciendo así una recepción de luz estimulada. emisión;
⑤Láser de electrones libres, este es un tipo especial de láser nuevo. El material de trabajo es un haz de electrones libres direccional que se mueve a alta velocidad en un campo magnético cambiante espacialmente periódico. Al cambiar el haz de electrones libre, se puede producir radiación electromagnética coherente sintonizable. En principio, su espectro de radiación coherente puede pasar de la banda de rayos X a la región de microondas, por lo que tiene perspectivas muy atractivas.
Enciclopedia Baidu-Láser