Attacco laser e funzioni

Collegamento di base di un laser

I laser sono uno degli accessori principali essenziali nei moderni sistemi di lavorazione laser. Sebbene esistano molti tipi di laser, tutti generano luce laser attraverso l'eccitazione e la radiazione stimolata, quindi l'attacco di base del laser è fisso, ovvero la sostanza di lavoro, la sorgente di eccitazione e il risonatore ottico sono composti da tre parti. La sorgente della pompa fornisce la sorgente luminosa per il laser e il mezzo di guadagno (noto anche come sostanza di lavoro) assorbe l'energia fornita dalla sorgente della pompa e amplifica la luce. Il risonatore è l'anello tra la sorgente luminosa della pompa e il mezzo di guadagno. Il risonatore oscilla e seleziona la modalità per emettere il laser.

Funzione di attacco laser

fonte di motivazione. Per far apparire l'inversione del numero di particelle nella sostanza di lavoro, è necessario utilizzare un determinato metodo per eccitare il sistema di particelle per aumentare il numero di particelle a livelli energetici elevati. Il metodo della scarica di gas può essere utilizzato per eccitare la sostanza di lavoro utilizzando elettroni con energia cinetica, chiamata eccitazione elettrica; la sorgente di luce pulsata può essere utilizzata anche per irradiare la sostanza di lavoro per generare un'eccitazione, detta eccitazione ottica; ci sono eccitazione termica, eccitazione chimica, ecc. Vari incentivi sono figurativamente chiamati pompaggio o pompaggio. Per ottenere continuamente l'uscita del laser, è necessario 'pompare' continuamente per mantenere il numero di particelle nello stato eccitato. Come fonte di energia, la sorgente della pompa viene utilizzata per generare fotoni per eccitare il mezzo di guadagno. I fotoni emessi dalla sorgente della pompa pompano le particelle nel mezzo di guadagno dallo stato fondamentale a livelli energetici elevati per ottenere l’inversione della popolazione. Il meccanismo di eccitazione comprende l'eccitazione ottica (pompaggio ottico), l'eccitazione della scarica di gas, l'eccitazione chimica e l'eccitazione dell'energia nucleare. Allo stato attuale, la sorgente della pompa adotta generalmente laser a semiconduttore ad alta potenza (LD) e la sua funzione principale è completare la conversione dell'energia elettrica in energia luminosa.

Sostanza di lavoro laser. La generazione del laser deve selezionare una sostanza di lavoro adatta, che può essere gas, liquida, solida o semiconduttore. L'inversione della popolazione può essere ottenuta in questo mezzo per creare le condizioni necessarie per ottenere la luce laser. Ovviamente, l’esistenza di livelli energetici metastabili è molto vantaggiosa per la realizzazione dell’inversione di popolazione. Esistono quasi 1.000 tipi di materiali di lavoro e le lunghezze d'onda del laser che possono essere generate coprono la banda dell'ultravioletto del vuoto fino alla banda dell'infrarosso lontano, che è molto ampia. Il mezzo di guadagno viene utilizzato per ottenere l'inversione della popolazione e amplificare la luce, determinando al tempo stesso la lunghezza d'onda del laser in uscita. Il mezzo di guadagno può essere liquido, gassoso e solido. Liquidi come soluzioni organiche, gas come anidride carbonica e solidi come rubini. Il requisito fondamentale del mezzo di guadagno è quello di generare fotoni invece della conversione fototermica dopo essere stati eccitati, e le particelle in esso contenute devono trovarsi in uno stato relativamente isolato prima che possa verificarsi la transizione tra i livelli di energia.

Risonatore ottico. Con una sostanza di lavoro e una fonte di eccitazione adeguate, è possibile ottenere l'inversione della popolazione, ma l'intensità dell'emissione stimolata prodotta in questo modo è troppo bassa per essere applicata. Si pensò allora che si potessero utilizzare dei risonatori ottici per 'amplificare' la radiazione stimolata. Il risonatore ottico è composto da due specchi con determinate forme geometriche e caratteristiche di riflessione ottica combinati in modo specifico. Il risonatore svolge principalmente il ruolo di 'immagazzinare' e 'purificare' il laser. Allo stesso tempo, il risonatore può far sì che i fotoni nella cavità abbiano la stessa frequenza/lunghezza d'onda, fase e direzione di funzionamento, in modo che il laser abbia una buona direttività e coerenza. La sua funzione principale è, in primo luogo, quella di fornire capacità di feedback ottico, in modo che i fotoni della radiazione stimolata viaggino avanti e indietro nella cavità più volte per formare un'oscillazione continua coerente. In secondo luogo, la direzione e la frequenza del raggio oscillante alternativo nella cavità sono limitate per garantire che il laser in uscita abbia una certa direzionalità e monocromaticità.