Cấu trúc cơ bản của laser

1. Phương tiện làm việc laser

Việc tạo ra tia laze phải chọn môi trường làm việc phù hợp, có thể là bình thường, lỏng, rắn hoặc bán dẫn.Sự nghịch đảo quần thể có thể đạt được trong môi trường này để tạo ra các điều kiện cần thiết để thu được ánh sáng laze.Rõ ràng, sự tồn tại của các mức năng lượng có thể di chuyển rất có lợi cho việc thực hiện thế giới đảo ngược dân số.Có gần 1.000 phương tiện làm việc và các bước sóng laser có thể được tạo ra bao gồm một loạt các tia cực tím chân không và hồng ngoại xa.

Là lõi của tia laser, nó bao gồm các hạt hoạt hóa (cả kim loại) và chất nền.Cấu trúc mức năng lượng của các hạt được kích hoạt xác định các đặc tính phổ và thời gian tồn tại huỳnh quang của laser và các đặc tính laser khác, và ma trận chủ yếu xác định các đặc tính vật lý và hóa học của chất làm việc.Theo cấu trúc mức năng lượng của các hạt được kích hoạt, nó có thể được chia thành hệ thống ba cấp (chẳng hạn như laser ruby) và hệ thống bốn cấp (chẳng hạn như laser Er: YAG).Có bốn hình dạng thường được sử dụng của chất làm việc: hình trụ (được sử dụng nhiều nhất hiện nay), phẳng, đĩa và hình ống.

2. Nguồn ưu đãi

Để làm cho nghịch đảo số hạt xuất hiện trong môi trường làm việc, phải dùng một phương pháp nào đó để kích thích hệ nguyên tử làm tăng số hạt ở mức năng lượng trên.Nói chung, sự phóng điện bằng chất khí có thể được sử dụng để sử dụng các điện tử có động năng để kích thích các nguyên tử của môi trường, được gọi là kích thích điện;Nguồn sáng xung cũng có thể được sử dụng để chiếu xạ môi trường làm việc, được gọi là kích thích quang học;và kích thích nhiệt, kích thích hóa học, vv Các loại kích thích khác nhau được hình dung như bơm hoặc bơm.Để liên tục thu được công suất laser, cần phải liên tục "bơm" để duy trì nhiều hạt hơn ở mức năng lượng cao hơn ở mức năng lượng thấp hơn.

3. Hệ thống cô đặc

Có hai chức năng của khoang cô đặc, một là ghép nguồn bơm với vật liệu làm việc một cách hiệu quả;hai là xác định sự phân bố của mật độ ánh sáng bơm trên vật liệu laser, từ đó ảnh hưởng đến tính đồng nhất, phân kỳ và biến dạng quang học của chùm tia đầu ra.Cả môi chất công tác và nguồn bơm đều được lắp trong khoang cô đặc nên chất lượng của khoang cô đặc ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và hiệu suất bơm.Khoang ngưng tụ hình trụ elip được sử dụng phổ biến nhất trong các laser thể rắn nhỏ.

4. Bộ cộng hưởng quang học

Nó được cấu tạo bởi gương phản xạ toàn phần và gương phản xạ một phần, là một bộ phận quan trọng của laser trạng thái rắn.Ngoài việc cung cấp phản hồi tích cực quang học để duy trì dao động liên tục của laser để tạo thành phát xạ kích thích, bộ cộng hưởng quang học cũng hạn chế hướng và tần số của chùm dao động để đảm bảo độ đơn sắc cao và tính định hướng cao của tia laser đầu ra.Bộ cộng hưởng quang học của laze thể rắn đơn giản và được sử dụng phổ biến nhất được cấu tạo bởi hai gương phẳng (hoặc gương cầu) đặt đối diện nhau.

5. Hệ thống làm mát và lọc

Hệ thống làm mát và lọc là những thiết bị phụ trợ cần thiết cho laser.Laser thể rắn sẽ tạo ra các hiệu ứng nhiệt nghiêm trọng khi làm việc, vì vậy các biện pháp làm mát thường được thực hiện.Nó chủ yếu là làm mát vật liệu làm việc laser, hệ thống bơm và khoang cô đặc để đảm bảo laser sử dụng bình thường và bảo vệ thiết bị.Các phương pháp làm mát bao gồm làm mát bằng chất lỏng, làm mát bằng khí và làm mát bằng chất dẫn, nhưng hiện nay phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất là làm mát bằng chất lỏng.Để thu được chùm tia laze có độ đơn sắc cao thì hệ thống kính lọc đóng vai trò quan trọng.Hệ thống lọc?Nó có thể lọc hầu hết ánh sáng máy bơm và một số ánh sáng giao thoa khác, do đó độ đơn sắc của tia laser đầu ra là rất tốt.