Вовед и примена на најчесто користените мејнстрим ласери

Од појавувањето на првиот пулсен рубин ласер со цврста состојба, развојот на ласерите е многу брз, а ласерите со различни работни материјали и режими на работа продолжија да се појавуваат. Ласерите се класифицирани на различни начини:

1. Според режимот на работа се дели на: континуиран ласер, квазиконтинуиран ласер, пулсен ласер и ултракраток импулсен ласер.

Ласерскиот излез на континуираниот ласер е континуиран и широко се користи во полето на ласерско сечење, заварување и обложување. Неговата работна карактеристика е што возбудувањето на работната супстанција и соодветниот ласерски излез може да се продолжи на континуиран начин во подолг временски период. Бидејќи ефектот на прегревање на уредот често е неизбежен при континуирано работење, во повеќето случаи мора да се преземат соодветни мерки за ладење.

Пулсниот ласер има голема излезна моќност и е погоден за ласерско обележување, сечење, опсег, итн. Неговите работни карактеристики вклучуваат компресија на ласерска енергија за да се формира тесна ширина на импулсот, висока врвна моќност и прилагодлива фреквенција на повторување, главно вклучувајќи Q-префрлување, заклучување режим , MOPA и други методи. Бидејќи ефектот на прегревање и ефектот на чипување на рабовите може ефективно да се намалат со зголемување на моќноста на еден пулс, тој најчесто се користи при фина обработка.

2. Според работната лента се дели на: инфрацрвен ласер, ласер на видлива светлина, ласер на ултравиолетови и рендгенски ласер.

Средно-инфрацрвените ласери се главно 10,6um CO2 ласери кои се широко користени;

Блиски инфрацрвени ласери се широко користени, вклучувајќи 1064~1070nm во областа на ласерска обработка; 1310 и 1550nm во областа на комуникација со оптички влакна; 905nm и 1550nm во областа на опсегот на лидар; 878nm, 976nm, итн. за апликации со пумпа;

Бидејќи ласерите со видлива светлина можат да ја удвојат фреквенцијата од 532 nm до 1064 nm, зелените ласери од 532 nm се широко користени во ласерска обработка, медицински апликации итн.;

УВ ласерите главно вклучуваат 355 nm и 266 nm. Бидејќи УВ е извор на ладна светлина, најмногу се користи во фина обработка, обележување, медицински апликации итн.

3. Според работниот медиум се дели на: гасен ласер, фибер ласер, цврст ласер, полупроводнички ласер и др.

3.1 Гасните ласери главно вклучуваат CO2 ласери, кои користат молекули на гас на CO2 како работен медиум. Нивните ласерски бранови должини се 10,6um и 9,6um.

главна карактеристика:

- Брановата должина е погодна за обработка на неметални материјали, што го надополнува проблемот што ласерите со влакна не можат да обработуваат неметали и има различни карактеристики од обработката со ласерски влакна во областа на обработка;

-Ефикасноста на конверзија на енергија е околу 20% ~ 25%, континуираната излезна моќност може да достигне ниво од 104W, излезната пулсна енергија може да достигне ниво од 104 џули, а ширината на пулсот може да се компресира до ниво на наносекунда;

- Брановата должина е точно во атмосферскиот прозорец и е многу помалку штетна за човечкото око отколку видливата светлина и инфрацрвената светлина од 1064 nm.

Широко се користи во обработка на материјали, комуникации, радари, индуцирани хемиски реакции, хирургија итн. Може да се користи и за ласерски индуцирани термонуклеарни реакции, ласерско одвојување на изотопи и ласерско оружје.

3.2. Поради неговите супериорни перформанси и карактеристики, како и предностите во трошоците, тој во моментов е најшироко користен ласер. Карактеристиките се како што следува:

(1) Добар квалитет на зракот: Структурата на брановоди на оптичкото влакно одредува дека ласерот со влакна е лесно да се добие излез од еден попречен режим, е малку под влијание на надворешни фактори и може да постигне ласерски излез со висока осветленост.

(2) Излезниот ласер има многу бранови должини: Ова е затоа што енергетските нивоа на јоните на ретките земји се многу богати и има многу видови на јони на ретки земји;

(3) Висока ефикасност: Целокупната електрооптичка ефикасност на комерцијалните ласери со влакна е висока до 25%, што е корисно за намалување на трошоците, зачувување на енергија и заштита на животната средина.

(4) Добри карактеристики на дисипација на топлина: стаклениот материјал има екстремно низок сооднос волумен-површина, брзо дисипација на топлина и мала загуба, така што ефикасноста на конверзија е висока, а ласерскиот праг е низок;

(5) Компактна структура и висока доверливост: Нема оптички леќи во резонантната празнина, која ги има предностите на без прилагодување, без одржување и висока стабилност, која е неспоредлива со традиционалните ласери;

(6) Ниска производна цена: Стакленото оптичко влакно има ниска производна цена, зрела технологија и предностите на минијатуризацијата и интензивирањето предизвикани од ветровитата на оптичкото влакно.

Ласерите со влакна имаат широк опсег на апликации, вклучувајќи ласерски комуникации со влакна, ласерски комуникации на долги вселени, индустриска бродоградба, производство на автомобили, ласерско гравирање, ласерско обележување, ласерско сечење, ролери за печатење, воена одбрана и безбедност, медицинска опрема и опрема, и како пумпи за други ласери Пу Јуан и така натаму.

3.3 Работната средина на ласерите во цврста состојба се изолационите кристали, кои генерално се возбудуваат со оптичко пумпање.

YAG ласерите (кристал од итриум алуминиум гранат со рубидиум) најчесто користат криптонски или ксенонски светилки како пумпни светилки, бидејќи само неколку специфични бранови должини на светлината на пумпата ќе бидат апсорбирани од јоните Nd, а поголемиот дел од енергијата ќе се претвори во топлинска енергија. Обично YAG ласерската ефикасност на конверзија на енергија е ниска. И бавната брзина на обработка постепено се заменува со ласери со влакна.

Нов ласер со цврста состојба, ласер со цврста состојба со висока моќност пумпан од полупроводнички ласер. Предностите се високата ефикасност на конверзија на енергијата, ефикасноста на електрооптичката конверзија на полупроводничките ласери е дури 50%, што е многу повисока од онаа на блиц светилките; реактивната топлина што се создава за време на работата е мала, просечната температура е стабилна и може да се направи целосно стврднат уред, елиминирајќи го влијанието на вибрациите, а линијата на ласерскиот спектар е потесна, подобра стабилност на фреквенцијата; долг животен век, едноставна структура и лесна за употреба.

Главната предност на ласерите со цврста состојба во однос на ласерите со влакна е тоа што енергијата на еден пулс е поголема. Во комбинација со ултра-кратката пулсна модулација, континуираната моќност е генерално над 100W, а максималната пулсна моќност може да биде висока до 109W. Меѓутоа, бидејќи подготовката на работниот медиум е посложена, таа е поскапа.

Главната бранова должина е 1064 nm блиску инфрацрвен, а 532 nm ласер со цврста состојба, 355 nm ласер со цврста состојба и 266 nm ласер со цврста состојба може да се добијат преку удвојување на фреквенцијата.

3.4 Полупроводнички ласер, познат и како ласерска диода, е ласер кој користи полупроводнички материјали како работна супстанција.

Полупроводничките ласери не бараат сложени резонантни структури на празнина, па затоа се многу погодни за минијатуризација и лесни потреби. Неговата стапка на фотоелектрична конверзија е висока, нејзиниот животен век е долг и не бара одржување. Често се користи за покажување, прикажување, опсег на комуникација и други прилики. Исто така, често се користи како извор на пумпа за други ласери. Ласерски диоди, ласерски покажувачи и други познати производи користат полупроводнички ласери.