Laser gas: deskripsi, karakteristik, prinsip operasi

Komponen kerja utama dari setiap perangkat laser adalah media aktif yang disebut. Ini tidak hanya bertindak sebagai sumber aliran yang diarahkan, namun dalam beberapa kasus dapat memperkuatnya secara signifikan. Inilah ciri campuran gas yang berperan sebagai zat aktif dalam instalasi laser. Dalam hal ini, ada berbagai model perangkat serupa, berbeda baik dalam desain maupun karakteristik lingkungan kerja. Dengan cara lain, laser gas memiliki banyak keuntungan yang memungkinkannya mengambil tempat yang kokoh di gudang banyak perusahaan industri.

Fitur lingkungan gas

Secara tradisional, laser dikaitkan dengan media padat dan cair yang mendorong pembentukan sinar dengan karakteristik kinerja yang diperlukan. Gas tersebut memiliki kelebihan dalam bentuk homogenitas dan kerapatan rendah. Kualitas ini memungkinkan aliran laser tidak terdistorsi, tidak kehilangan energi dan tidak mereda. Selain itu, laser gas dibedakan dengan arah radiasi yang meningkat, yang batasnya hanya ditentukan oleh difraksi cahaya. Dibandingkan dengan benda padat, interaksi partikel gas terjadi secara eksklusif pada tumbukan pada kondisi perpindahan panas. Akibatnya, spektrum energi pengisi sesuai dengan tingkat energi masing - masing partikel secara terpisah.

Perangkat laser gas

Perangkat klasik perangkat tersebut dibentuk oleh tabung tertutup dengan medium fungsional gas, dan juga resonator optik. Tabung pelepasan biasanya terbuat dari keramik korundum. Ini ditempatkan di antara prisma yang mencerminkan dan cermin pada silinder berilium. Pelepasan dilakukan pada dua bagian dengan katoda umum pada arus konstan. Katoda dingin Oxidantanthal paling sering dibagi menjadi dua bagian dengan menggunakan sebuah paking dielektrik, yang menjamin distribusi arus yang seragam. Selain itu, perangkat laser gas menyediakan kehadiran anoda - fungsinya dilakukan oleh stainless steel, yang terwakili dalam bentuk bellow vakum. Unsur-unsur ini memberikan hubungan bergerak tabung, prisma dan pemegang cermin.

Prinsip operasi

Untuk mengisi energi tubuh aktif di dalam gas, pemakaian listrik diberlakukan, yang diproduksi oleh elektroda di rongga tabung instrumen. Selama tabrakan elektron dengan partikel gas, mereka sangat bersemangat. Dengan demikian, dasar emisi foton tercipta. Emisi paksa gelombang cahaya di tabung meningkat selama perjalanan mereka melalui plasma gas. Cermin yang terpapar di ujung silinder membentuk dasar arah dominan fluks cahaya. Sebuah cermin semi-transparan, yang disuplai dengan laser gas, mengambil sebagian kecil foton dari sinar yang diarahkan, dan sisanya tercermin di dalam tabung, yang mendukung fungsi radiasi.

Karakteristik

Diameter internal tabung pelepasan biasanya 1,5 mm. Diameter katoda oksida-tantalum bisa mencapai 48 mm dengan panjang 51 mm. Desainnya beroperasi di bawah pengaruh arus searah dengan voltase 1000 V. Pada laser helium-neon, daya radiasi kecil dan, sebagai suatu peraturan, dihitung dalam sepersepuluh W.

Model karbon dioksida mengasumsikan penggunaan tabung dengan diameter 2 sampai 10 cm. Perlu dicatat bahwa laser gas yang beroperasi dalam mode kontinu memiliki daya yang sangat tinggi. Dari sudut pandang efisiensi operasional, faktor ini kadang masuk ke nilai plus, namun untuk menjaga fungsi stabil perangkat tersebut, cermin tahan lama dan dapat diandalkan dengan sifat optik yang meningkat diperlukan. Sebagai aturan, teknolog menggunakan unsur logam dan safir dengan pengolahan emas.

Varietas laser

Klasifikasi utama menyiratkan pemisahan laser tersebut dengan jenis campuran gas. Fitur model pada badan aktif karbon dioksida telah disebutkan, namun juga ion, helium-neon dan media kimia biasa terjadi. Untuk pembangunan perangkat, laser gas ion memerlukan penggunaan bahan dengan konduktivitas termal yang tinggi. Secara khusus, elemen logam-keramik dan rincian berdasarkan keramik berilium digunakan. Media Helium-neon dapat beroperasi pada panjang gelombang yang berbeda dalam hal radiasi infra merah dan spektrum cahaya tampak. Cermin dari resonator perangkat tersebut dibedakan dengan adanya lapisan dielektrik multilayer.

Laser kimia mewakili kategori terpisah dari tabung gas. Mereka juga menganggap penggunaan campuran gas sebagai media kerja, namun proses pembentukan radiasi cahaya disediakan oleh reaksi kimia. Artinya, gas digunakan untuk eksitasi kimia. Perangkat jenis ini menguntungkan dalam konversi langsung energi kimia menjadi radiasi elektromagnetik yang memungkinkan di dalamnya.

Penerapan laser gas

Hampir semua laser jenis ini dibedakan dengan tingkat keandalan, daya tahan dan harga yang terjangkau. Faktor-faktor ini telah menyebabkan distribusi luas di cabang yang berbeda. Sebagai contoh, perangkat helium-neon telah menemukan aplikasi dalam operasi leveling dan alignment, yang dilakukan di pertambangan, pembuatan kapal, dan juga dalam pembangunan berbagai struktur. Selain itu, karakteristik laser helium-neon cocok untuk digunakan dalam pengorganisasian komunikasi optik, dalam pengembangan bahan holografik dan giroskop kuantum. Laser gas argon, yang aplikasinya menunjukkan efisiensi dalam pengolahan bahan, tidak terkecuali dalam hal utilitas praktis. Secara khusus, perangkat semacam itu berfungsi sebagai pemahat batuan keras dan logam.

Ulasan tentang laser gas

Jika kita mempertimbangkan laser dalam hal sifat operasional yang menguntungkan, maka banyak pengguna mencatat directivity tinggi dan kualitas keseluruhan dari sinar lampu. Karakteristik semacam itu dapat dijelaskan oleh sebagian kecil distorsi optik, terlepas dari kondisi suhu sekitar. Sedangkan untuk kekurangannya, dibutuhkan banyak ketegangan untuk membuka potensi media gas. Sebagai tambahan, laser dan perangkat gas helium-neon yang beroperasi berdasarkan campuran karbon dioksida memerlukan sambungan daya listrik yang cukup besar. Tapi, seperti ditunjukkan oleh latihan, hasilnya membenarkan dirinya sendiri. Aplikasi ini menemukan aparatus dan instrumen berdaya rendah dengan potensi kekuatan besar.

Kesimpulan

Kemungkinan campuran pelepasan gas dalam hal penerapannya dalam instalasi laser belum cukup dikembangkan. Namun demikian, permintaan untuk peralatan tersebut telah lama dan berhasil tumbuh, membentuk ceruk yang sesuai di pasar. Laser gas paling banyak digunakan di industri. Ini digunakan sebagai alat untuk pemotongan titik dan presisi material padat. Tapi ada faktor yang menahan distribusi peralatan tersebut. Pertama, ini adalah keausan elemen dasar yang cepat, yang mengurangi umur panjang instrumen. Kedua, ada persyaratan tinggi untuk memastikan pelepasan listrik yang diperlukan untuk pembentukan balok.