Pièces jointes et fonctions laser

Attachement de base d'un laser

LasersSont l'une des pièces jointes essentielles dans les systèmes modernes de traitement au laser. Bien qu'il existe de nombreux types de lasers, ils génèrent tousLumière laserPar excitation et rayonnement stimulé, de sorte que la fixation de base du laser est fixe, c'est-à-dire que la substance de travail, la source d'excitation et le résonateur optique sont composés de trois parties. La source de pompe fournit la source de lumière pour le laser, et le milieu de gain (également connu sous le nom de substance de travail) absorbe l'énergie fournie par la source de la pompe et amplifie la lumière. Le résonateur est la boucle entre la source de lumière de la pompe et le milieu de gain. Le résonateur oscille et sélectionne le mode de sortie du laser.

Fonction de fixation laser

Source de motivation. Afin de faire apparaître l'inversion du nombre de particules dans la substance de travail, une certaine méthode doit être utilisée pour exciter le système de particules afin d'augmenter le nombre de particules à des niveaux d'énergie élevés. La méthode de décharge de gaz peut être utilisée pour exciter la substance de travail en utilisant des électrons avec de l'énergie cinétique, ce qui est appelé excitation électrique; la source de lumière pulsée peut également être utilisée pour irradier la substance de travail afin de générer une excitation, appelée excitation optique; il existe une excitation thermique, une excitation chimique, Etc. Diverses incitations sont au sens figuré appelées pompage ou pompage. Afin d'obtenir en continu la sortie laser, il est nécessaire de "pomper" en continu pour maintenir le nombre de particules à l'état excité. En tant que source d'énergie, la source de pompe est utilisée pour générer des photons pour exciter le milieu de gain. Les photons émis par la source de pompe pompent les particules dans le milieu de gain de l'état fondamental à des niveaux d'énergie élevés pour atteindre l'inversion de la population. Le mécanisme d'excitation comprend une excitation optique (pompage optique), une excitation à décharge, une excitation chimique et une excitation à l'énergie nucléaire. À l'heure actuelle, la source de pompe adopte généralement un laser semi-conducteur de haute puissance (LD), et sa fonction principale est d'achever la conversion de l'énergie électrique en énergie lumineuse.

Substance de travail laser. La génération du laser doit sélectionner une substance de travail appropriée, qui peut être un gaz, un liquide, un solide ou un semi-conducteur. L'inversion de la population peut être obtenue dans ce milieu pour créer les conditions nécessaires à l'obtention de la lumière laser. Évidemment, l'existence de niveaux d'énergie métastables est très bénéfique à la réalisation de l'inversion de population. Il existe presque 1,000 types de matériaux de travail, et les longueurs d'onde laser qui peuvent être générées couvrent la bande ultraviolette du vide jusqu'à la bande infrarouge lointaine, qui est très large. Le milieu de gain est utilisé pour obtenir l'inversion de la population et amplifier la lumière, tout en déterminant la longueur d'onde du laser de sortie. Le milieu de gain peut être liquide, gaz et solide. Liquides tels que les solutions organiques, les gaz tels que le dioxyde de carbone et les solides tels que les rubis. L'exigence de base du milieu de gain est de générer des photons au lieu d'une conversion photothermique après avoir été excité, et les particules qu'il contient doivent être dans un état relativement isolé avant que la transition entre les niveaux d'énergie puisse se produire.

Résonateur optique. Avec une substance de travail et une source d'excitation appropriées, l'inversion de population peut être obtenue, mais l'intensité de l'émission stimulée produite de cette manière est trop faible pour être appliquée. On a alors pensé que des résonateurs optiques pouvaient être utilisés pour «amplifier» le rayonnement stimulé. Le résonateur optique est composé de deux miroirs avec certaines caractéristiques de forme géométrique et de réflexion optique combinées d'une manière spécifique. Le résonateur joue principalement le rôle de "stocker" et de "purifier" le laser. En même temps, le résonateur peut faire en sorte que les photons dans la cavité aient la même fréquence/longueur d'onde, la même phase et la même direction de course, de sorte que le laser ait une bonne directivité et cohérence. Sa fonction principale est, premièrement, de fournir une capacité de rétroaction optique, de sorte que les photons de rayonnement stimulé se déplacent plusieurs fois dans la cavité pour former une oscillation continue cohérente. Deuxièmement, la direction et la fréquence du faisceau oscillant alternatif dans la cavité sont limitées pour garantir que le laser de sortie a une certaine directionnalité et monochromaticité.