Ионный лазер

редактировать
Тип газового лазера 1 мВт Uniphase HeNe на установке для юстировки (слева) и аргон-ионный лазер Lexel 88 мощностью 2 Вт (в центре) с источником питания (справа). Сзади расположены шланги для водяного охлаждения.

. Ионный лазер - это газовый лазер, в котором в качестве лазерной среды используется ионизированный газ. Как и другие газовые лазеры, ионные лазеры имеют герметичный резонатор, содержащий лазерную среду и зеркала, образующие резонатор Фабри – Перо. В отличие от гелий-неоновых лазеров, переходы уровней энергии, которые вносят вклад в лазерное воздействие, происходят от ионов . Из-за большого количества энергии, необходимого для возбуждения ионных переходов, используемых в ионных лазерах, требуемый ток намного больше, и в результате все ионные лазеры, кроме самых маленьких, имеют водяное охлаждение. Небольшой ионный лазер с воздушным охлаждением может производить, например, 130 милливатт выходного света при токе трубки около 10 ампер и напряжении 105 вольт. Поскольку один ампер, умноженный на один вольт, составляет один ватт, это потребляемая электрическая мощность около одного киловатта. Если вычесть (желаемую) светоотдачу 130 мВт из потребляемой мощности, остается большое количество отходящего тепла, составляющее почти один кВт. Он должен отводиться системой охлаждения. Другими словами, энергоэффективность очень низкая.

Содержание

  • 1 Типы
    • 1.1 Криптоновый лазер
    • 1.2 Аргоновый лазер
    • 1.3 Другие коммерчески доступные типы
    • 1.4 Экспериментальные
  • 2 Приложения
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки

Типы

Криптоновый лазер

Криптоновый лазер - это ионный лазер, использующий ионы благородного газа криптон в качестве усиления. средний. Накачка лазера осуществляется электрическим разрядом. Криптонные лазеры широко используются в научных исследованиях, а в коммерческих целях, когда криптон смешивают с аргоном, он создает лазеры «белого света», полезные для лазерных световых шоу. Криптоновые лазеры также используются в медицине (например, для коагуляции сетчатки ), для изготовления защищенных голограмм и во многих других целях.

Криптоновые лазеры могут излучать видимый свет, близкий к нескольким различным длинам волн, обычно 406,7 нм, 413,1 нм, 415,4 нм, 468,0 нм, 476,2 нм, 482,5 нм, 520,8 нм, 530,9 нм, 568,2 нм, 647,1 нм и 676,4 нм.

Аргоновый лазер

Этот аргоновый ионный лазер излучает сине-зеленый свет на 488 и 514 нм

Аргоновый ионный лазер был изобретен в 1964 году Уильямом Бриджесом в Hughes Aircraft Company, и это один из семейства ионных лазеров, в которых в качестве активной среды используется благородный газ .

аргон-ионные лазеры используются для ретинальной фототерапии (для лечения диабета ), литографии и накачка других лазеров. Лазеры на ионах аргона излучают на 13 длинах волн в видимом и ультрафиолетовом спектрах, в том числе: 351,1 нм, 363,8 нм, 454,6 нм, 457,9 нм, 465,8 нм, 476,5 нм, 488,0 нм, 496,5 нм, 501,7 нм, 514,5 нм, 528,7 нм, и 1092,3 нм. Однако наиболее часто используемые длины волн находятся в сине-зеленой области видимого спектра. Эти длины волн имеют потенциал для использования в подводных коммуникациях, поскольку морская вода довольно прозрачна в этом диапазоне длин волн.

Луч аргонового лазера, состоящий из нескольких цветов (длин волн), падает на кремниевую дифракционную зеркальную решетку и разделяется на несколько лучей, по одному для каждой длины волны (слева направо): 458 нм, 476 нм, 488 нм, 497 нм, 502 нм и 515 нм

Обычные аргоновые и криптоновые лазеры способны излучать непрерывную волну (CW) мощностью от нескольких милливатт до десятков ватт. Их трубки обычно изготавливаются из никелевых концевых раструбов, коваров металлокерамических уплотнений, оксида бериллия керамики или вольфрамовых дисков. на медном теплораспределителе в керамической облицовке. Первые трубки были простыми кварцевыми, затем следовали кварцевые с графитовыми дисками. По сравнению с гелий-неоновыми лазерами, для которых требуется всего несколько миллиампер входного тока, ток, используемый для накачки криптонового лазера, составляет несколько ампер, поскольку газ должен быть ионизирован. Ионная лазерная трубка выделяет много отходящего тепла, и такие лазеры требуют активного охлаждения.

Типичная плазма ионного лазера на благородных газах состоит из тлеющего разряда с высокой плотностью тока в благородном газе в присутствии магнитного поля. Типичные условия непрерывной плазмы: плотность тока от 100 до 2000 А / см, диаметр трубки от 1,0 до 10 мм, давление заполнения от 0,1 до 1,0 торр (от 0,0019 до 0,019 фунта на кв. Дюйм) и аксиальное магнитное поле порядка 1000 гаусс..

Уильям Р. Беннетт, соавтор первого газового лазера (гелий-неоновый лазер), был первым, кто наблюдал эффекты спектрального выгорания в газовых лазерах, и он создал теорию эффектов «прожигания дыр» в лазерной генерации. Он был соавтором лазеров, использующих возбуждение электронным ударом в каждом из благородных газов, диссоциативную передачу возбуждения в неоново-кислородном лазере (первый химический лазер ) и столкновительное возбуждение в нескольких лазерах на парах металлов..

Другие коммерчески доступные типы

  • Ar / Kr: Смесь аргона и криптона может привести к получению лазера с выходными длинами волн, которые выглядят как белый свет.
  • Гелий-кадмий: излучение синего лазера. при 442 нм и ультрафиолетовом при 325 нм.
  • Пары меди: желто-зеленое излучение при 578 нм и 510 нм.

Экспериментальный

Применения

См. также

Список литературы

Последняя правка сделана 2021-05-24 05:56:28
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте