Сколько типов лазеров существует и чем они отличаются?

Towermark-x-Lente-focale-wow-1.00_00_09_14.Immagine002 Сколько типов лазеров существует и чем они отличаются?
Towermark-x-Lente-focale-wow-1.00_00_01_13.Immagine001 Сколько типов лазеров существует и чем они отличаются?
Снимки лазерной головки изнутри

Лазеры повсюду вокруг нас. От промышленного мира (автомобилестроение, инструменты, гидравлика, бытовая техника) до медицины и эстетики, сегодня лазеры используются практически во всех областях, потому что они универсальны и могут выполнять различные процессы: лазерная резка, сварка и лазерная маркировка, удаление, глазная хирургия, депиляция и т. д. Конечно, лазеры не все одинаковы, и в зависимости от применения выбирается наиболее подходящий из них с источником, наиболее подходящим для этой цели.

Лазеры делятся на пять категорий:

Кроме того, эти пять типов лазеров можно разделить на подкатегории в зависимости от режима их работы: лазер непрерывного действия и импульсный лазер. Кроме того, существует также несколько типов импульсных лазеров. Тот же волоконный лазер, предназначенный для маркировки, может иметь переменную длительность импульса (версия MOPA) для маркировки пластика без смазывания и прожигания.

Прежде чем углубляться в различные типы лазеров, давайте определим, что такое лазер и как он работает.

Что такое лазер?

Лазер — это устройство, которое генерирует свет в виде лазерного луча. Лазерный луч отличается от луча света тем, что его лучи монохроматичны (одного цвета), когерентны (одинаковой частоты и формы волны) и коллимированы (идут в одном направлении).

Лазеры предоставляют эту «идеальную информацию», идеально подходящую для применений, требующих высокой точности.

В этой статье мы рассказали об истории лазера от Эйнштейна до Гордона Гулда. Давайте посмотрим на компоненты лазера с технической точки. В лазере есть три основных компонента:

Источник энергии

Источник энергии накачивает свет в активную среду (активная среда является результатом стимулированного излучения фотонов посредством электронных или молекулярных переходов в более низкое энергетическое состояние из более высокого энергетического состояния, ранее заселенного источником). Это зависит от типа лазера. Это может быть лазерный диод, электрический разряд, химическая реакция, лампа-вспышка или другие типы.

Активная среда

Активная среда излучает луч света определенной длины волны при возбуждении светом. Его называют источником оптического усиления. Название лазеров, как правило, обуславливается усиливающей средой. Например, в СО2-лазере усиливающей средой является газообразный СО2.

Резонатор

Резонатор усиливает оптическое усиление за счет зеркал, окружающих усиливающую среду. К ним относятся объемные зеркала в твердотельных лазерах, вырезанные или покрытые грани в лазерных диодах и отражатели Брэгга в волоконных лазерах.

laser-ru Сколько типов лазеров существует и чем они отличаются?

Вы хотите узнать о решениях LASIT для вашего сектора?

Запросите бесплатную консультацию. Один из наших экспертов готов ответить на ваши вопросы и помочь найти лучшее решение для ваших нужд.

campione-legno-3 Сколько типов лазеров существует и чем они отличаются?
ampione-legno-2 Сколько типов лазеров существует и чем они отличаются?

Газовые лазеры

Промышленный CO2-лазер представляет собой лазер, в котором электрический ток проходит через газ для генерации света посредством процесса, известного как инверсия населенности. Примеры газовых лазеров включают углекислотные (CO2) лазеры, гелий-неоновые лазеры, аргоновые лазеры, криптоновые лазеры и эксимерные лазеры.

Газовые лазеры используются в самых разных областях, включая голографию, спектроскопию, сканирование штрих-кодов, измерение загрязнения воздуха, обработку материалов и лазерную хирургию.

 

Лазеры CO2, вероятно, являются наиболее известными газовыми лазерами и в основном используются для лазерной маркировки, лазерной резки и лазерной сварки. LASIT с помощью FlyCO2 создает маркировку на органических материалах, таких как дерево и бамбук, что особенно полезно в рекламном секторе.

Твердотельные лазеры

Твердотельный лазер — это лазер, активная среда которого представляет собой кристалл или стекло, легированное ионами, что отличает его от лазера на красителе, который использует органический краситель, обычно в жидком растворе, в качестве среды для усиления света, и от газового лазера, в котором электрический разряд производится через подходящий газ (например, гелий-неон) для получения когерентного света.

Волоконные лазеры

Волоконный лазер — это особый тип твердотельного лазера, который не имеет себе равных. Волоконный лазер — это устройство, в котором «активная усиливающая среда представляет собой оптическое волокно, легированное редкоземельными элементами, такими как эрбий, иттербий, неодим, диспрозий, празеодим, тулий и гольмий».

 

Световодные свойства оптического волокна – вот что отличает этот тип лазера – лазерный луч меньше, чем у других типов лазеров, что делает его более точным. Волоконные лазеры также известны своей компактностью, хорошим электрическим КПД, низкими затратами на техническое обслуживание и эксплуатацию.

 

Волоконные лазеры используются в самых разных областях, включая обработку материалов (лазерная очистка, текстурирование, резка, сварка, маркировка), медицину и оружие направленной энергии. В этой статье мы поговорим о преимуществах волоконного лазера для лазерной маркировки, а в этой статье подробно рассмотрим разницу между волоконным лазером и его версией с переменной шириной импульса (MOPA).

 

Сегодня волоконный лазер наиболее широко используется для лазерной маркировки и гравировки. Это связано с тем, что он оказывает длительное качественное воздействие на все металлы и практически на все пластмассы. С помощью системы этого типа мы также можем гарантировать очень черную, неотражающую маркировку, что особенно важно в области медицины (по соображениям безопасности), а также в секторе бытовой техники и ювелирных изделий (по эстетическим соображениям).

 

Другой тип лазера, отличающийся длительностью импульса, — это пикосекундный лазер. С помощью FlyPico мы можем получить очень черные маркировки с высокой контрастностью и без отражения. Это особенно важно в медицине (по соображениям безопасности), а также в секторе бытовой техники и ювелирных изделий (по эстетическим соображениям).

laser-medicina-1024x822 Сколько типов лазеров существует и чем они отличаются?
Жидкостные лазеры (лазеры на красителях)

Жидкостные лазеры используют органический краситель в жидкой форме в качестве средства усиления. Они также известны как лазеры на красителях и используются в лазерной медицине, спектроскопии, удалении родимых пятен и разделении изотопов.

 

Одним из преимуществ лазеров на красителях является то, что они могут генерировать гораздо более широкий диапазон длин волн, что перемещает их в категорию перестраиваемых лазеров, а это означает, что длину волны можно контролировать во время работы.

 

Например, при лазерном разделении изотопов лазеры настраиваются на определенные атомные резонансы. Затем они настраиваются на определенный изотоп, чтобы ионизировать атомы, делая их нейтральными, а не отрицательно или положительно заряженными. Затем они разделяются электрическим полем, в результате чего происходит так называемое разделение изотопов.

Полупроводниковые лазеры (лазерные диоды)

Полупроводниковые лазеры (лазерные диоды) (или LD, от английского Laser Diode) — это оптоэлектронное устройство, способное излучать лазерный луч, испускаемый активной областью полупроводника, из которого изготовлено само устройство. Структура полупроводника очень похожа на ту, что используется при реализации светодиода (светоизлучающего диода).

 

Лазерный диод, как и многие другие электронные устройства, состоит из легированного полупроводникового материала, присутствующего в очень тонком слое на поверхности кристалла. Кристалл легируется для получения области полупроводника n-типа и области полупроводника p-типа, расположенных друг над другом, для получения PN-перехода, то есть диода.

 

Как и в других типах диодов, при прямом смещении структуры дырки из p-области инжектируются в n-область, где электроны являются основными носителями заряда. Точно так же электроны из n-области инжектируются в p-область, где дырки являются основными носителями. Когда электрон и дырка находятся в одной и той же области, они могут рекомбинироваться путем спонтанного излучения, т. е. электрон может вновь занять энергетическое состояние дырки, испустив фотон с энергией, равной разнице между состояниями электрона и дырки. Эти инжектированные электроны и дырки представляют ток инжекции диода, а спонтанное излучение придает лазерному диоду ниже порога лазерного излучения светодиодоподобные свойства. Спонтанное излучение необходимо для инициирования генерации лазера, но приводит к неэффективности, когда лазер колеблется.

1920px-Simple_laser_diode-1024x673 Сколько типов лазеров существует и чем они отличаются?
diodo-1024x673 Сколько типов лазеров существует и чем они отличаются?

Тебе понравилась эта статья?
Поделись этим на

Статьи по Теме

Мир лазеров постоянно развивается

Не пропустите последние новости в вашей отрасли