Газовый лазер - Gas laser

Газовый лазер является лазером , в котором электрический ток разряжается через газ для получения когерентного света. Газовый лазер был первым лазером непрерывного света и первым лазером, который работал по принципу преобразования электрической энергии в выходной лазерный свет. Первый газовый лазер, гелий-неоновый лазер (He -Ne ), был изобретен американским физиком иранского происхождения Али Джаваном и американским физиком Уильямом Р. Беннеттом-младшим в 1960 году. Он производил когерентный световой луч в инфракрасной области спектр при 1,15 мкм.

Гелий-неоновый лазер - это хорошо известный тип газового лазера.

Виды газового лазера

Газовые лазеры, использующие много газов, были созданы и используются для многих целей.

Лазеры на углекислом газе или CO 2 -лазеры могут излучать сотни киловатт при длине волны 9,6  мкм и 10,6 мкм и часто используются в промышленности для резки и сварки. КПД СО 2 -лазера превышает 10%.

Лазеры на оксиде углерода или «СО» могут давать очень большую мощность, но использование этого типа лазеров ограничено токсичностью газообразного оксида углерода. Операторы должны быть защищены от этого смертоносного газа. Кроме того, он чрезвычайно агрессивен ко многим материалам, включая уплотнения, прокладки и т. Д.

Гелий-неоновые (HeNe) лазеры можно заставить генерировать генерацию на более чем 160 различных длинах волн, регулируя добротность резонатора до максимума на желаемой длине волны. Это можно сделать путем регулировки спектрального отклика зеркал или с помощью дисперсионного элемента ( призмы Литтроу ) в резонаторе. Устройства, работающие на 633 нм, очень распространены в школах и лабораториях из-за их низкой стоимости и почти идеального качества луча.

Азотные лазеры работают в ультрафиолетовом диапазоне, обычно 337,1 нм, используя молекулярный азот в качестве усиливающей среды, накачиваемой электрическим разрядом.

TEA-лазеры получают питание от высоковольтного электрического разряда в газовой смеси, как правило, при атмосферном давлении или выше. Аббревиатура «ЧАЙ» означает «поперечно возбужденная атмосфера».

Химические лазеры

Основная статья: Химический лазер

Химические лазеры питаются за счет химической реакции и могут достигать высокой мощности при непрерывной работе. Например, в лазере на фтористом водороде (2,7–2,9 мкм) и в лазере на фториде дейтерия (3,8 мкм) реакция представляет собой комбинацию газообразного водорода или дейтерия с продуктами сгорания этилена в трифториде азота . Их изобрел Джордж К. Пиментел .

Химические лазеры питаются за счет химической реакции, позволяющей быстро высвободить большое количество энергии. Такие очень мощные лазеры особенно интересны для военных. Кроме того, были разработаны непрерывные химические лазеры с очень высокими уровнями мощности, питаемые потоками газов, и они имеют некоторые промышленные применения.

Эксимерные лазеры

Основная статья: Эксимерный лазер

Эксимерные лазеры получают питание от химической реакции с участием возбужденного димера или эксимера , который представляет собой короткоживущую димерную или гетеродимерную молекулу, образованную двумя частицами (атомами), по крайней мере одна из которых находится в возбужденном электронном состоянии . Обычно они излучают ультрафиолетовый свет и используются в полупроводниковой фотолитографии и в хирургии глаза LASIK . Обычно используемые эксимерные молекулы включают F 2 ( фтор , излучающий при 157 нм) и соединения благородных газов (ArF [193 нм], KrCl [222 нм], KrF [248 нм], XeCl [308 нм] и XeF [351 нм]. ]).

Ионные лазеры

Основная статья: Ионный лазер

Лазеры на ионах аргона излучают свет в диапазоне 351–528,7 нм. В зависимости от оптики и лазерной трубки можно использовать разное количество линий, но наиболее часто используемые линии - это 458 нм, 488 нм и 514,5 нм.

Лазеры на парах металлов

Лазеры на парах металлов - это газовые лазеры, которые обычно генерируют ультрафиолетовые волны. Гелий - серебро (HEAG) 224 нм неона - медь (NECU) 248 нм и гелий - кадмиевый (He - Cd) 325 нм приведены три примера. Эти лазеры имеют особенно узкую ширину линии генерации менее 3  ГГц (500 фемтометров ), что делает их кандидатами для использования в рамановской спектроскопии с подавлением флуоресценции .

Лазера на парах меди , с двух спектральных линий зеленого (510,6 нм) и желтый (578,2 нм), является наиболее мощный лазер с высокой эффективностью в видимой области спектра.

Преимущества

  • Большой объем активного материала
  • Активный материал относительно недорогой
  • Практически невозможно повредить активный материал
  • Быстро отвод тепла из камеры

Приложения

  • He-Ne лазер в основном используется для изготовления голограмм.
  • В лазерной печати He-Ne лазер используется как источник записи на светочувствительном материале.
  • He-Ne лазеры использовались для считывания штрих-кодов, которые отпечатываются на товарах в магазинах. На смену им пришли лазерные диоды .
  • Азотные лазеры и эксимерные лазеры используются в импульсной накачке лазеров на красителях.
  • В непрерывной накачке лазеров на красителях используются ионные лазеры, в основном аргоновые.

Смотрите также

использованная литература