Herhangi bir lazer cihazının ana çalışma bileşeni, sözde aktif ortamdır. Yalnızca yönlendirilmiş bir akış kaynağı olarak hareket etmekle kalmaz, aynı zamanda bazı durumlarda onu önemli ölçüde artırabilir. Lazer tesisatlarında aktif madde olarak görev yapan gaz karışımlarının sahip olduğu özellik tam da budur. Aynı zamanda, hem tasarım hem de çalışma ortamının özellikleri bakımından farklılık gösteren bu tür cihazların farklı modelleri vardır. Öyle ya da böyle, gaz lazerinin birçok endüstriyel işletmenin cephaneliğinde güçlü bir yer almasına izin veren birçok avantajı vardır.
Gaz ortamının hareketinin özellikleri
Geleneksel olarak lazerler, gerekli performansa sahip bir ışık huzmesinin oluşumuna katkıda bulunan katı ve sıvı ortamlarla ilişkilendirilir. Bu durumda gaz, homojenlik ve düşük yoğunluk avantajlarına sahiptir. Bu niteliklerlazer ışınının bozulmamasına, enerji kaybetmemesine ve dağılmamasına izin verin. Ayrıca, gaz lazeri, sınırı yalnızca ışığın kırınımı ile belirlenen artan radyasyon yönlülüğü ile karakterize edilir. Katılarla karşılaştırıldığında, gaz parçacıklarının etkileşimi, yalnızca termal yer değiştirme koşulları altında çarpışmalar sırasında meydana gelir. Sonuç olarak, dolgu maddesinin enerji spektrumu her parçacığın enerji seviyesine ayrı ayrı karşılık gelir.
Gaz lazer cihazı
Bu tür cihazların klasik cihazı, gazlı bir işlevsel ortam ve ayrıca bir optik rezonatör içeren sızdırmaz bir tüpten oluşur. Boş altma borusu genellikle korundum seramikten yapılır. Bir berilyum silindir üzerindeki bir yansıtıcı prizma ile bir ayna arasına yerleştirilir. Deşarj, doğru akımda ortak bir katot ile iki bölümde gerçekleştirilir. Tantal oksit soğuk katotları, çoğunlukla, akımların düzgün dağılımını sağlayan bir dielektrik ayırıcı vasıtasıyla iki kısma ayrılır. Ayrıca, gaz lazer cihazı anotların varlığını sağlar - işlevleri, vakumlu körük şeklinde sunulan paslanmaz çelikten gerçekleştirilir. Bu elemanlar tüpler, prizma ve ayna tutucular arasında esnek bir bağlantı sağlar.
Çalışma prensibi
Gazdaki aktif gövdeyi enerji ile doldurmak için, cihaz tüpünün boşluğundaki elektrotlar tarafından üretilen elektrik deşarjları kullanılır. Elektronların gaz parçacıklarıyla çarpışması sırasındauyandırılırlar. Bu, fotonların emisyonunun temelini oluşturur. Tüpte uyarılan ışık dalgalarının emisyonu, gaz plazmasından geçerken artar. Silindirin uçlarındaki açıkta kalan aynalar, ışık akısının tercih edilen yönü için temel oluşturur. Bir gaz lazeri ile sağlanan yarı saydam bir ayna, yönlü ışından fotonların bir kısmını seçer ve geri kalanı, radyasyon işlevini koruyarak tüpün içine yansıtılır.
Özellikler
Deşarj borusunun iç çapı genellikle 1,5 mm'dir. Tantal oksit katodunun çapı, 51 mm'lik bir eleman uzunluğu ile 48 mm'ye ulaşabilir. Bu durumda, tasarım 1000 V'luk bir voltajla doğru akımın etkisi altında çalışır. Helyum-neon lazerlerde, radyasyon gücü küçüktür ve kural olarak, bir W'nin onda biri olarak hesaplanır.
Karbondioksit modelleri 2 ila 10 cm çapında tüpler kullanır. Sürekli modda çalışan bir gaz lazerinin çok yüksek bir güce sahip olması dikkat çekicidir. Operasyonel verimlilik açısından, bu faktör bazen bir artıdır, ancak bu tür cihazların kararlı bir işlevini sürdürmek için, gelişmiş optik özelliklere sahip dayanıklı ve güvenilir aynalar gereklidir. Kural olarak, teknoloji uzmanları altın işlemeli metal ve safir elementler kullanır.
Lazer çeşitleri
Ana sınıflandırma, bu tür lazerlerin gaz karışımının türüne göre bölünmesini ifade eder. Karbondioksit aktif gövdeye dayalı modellerin özelliklerinden daha önce bahsetmiştik, ancak aynı zamandaiyonik, helyum-neon ve kimyasal ortamlar yaygındır. Cihazın tasarımını üretmek için iyon gaz lazerleri, yüksek termal iletkenliğe sahip malzemelerin kullanılmasını gerektirir. Özellikle seramik-metal elementler ve berilyum seramik esaslı parçalar kullanılmaktadır. Helyum-neon ortamı, kızılötesi radyasyonda ve görünür ışık spektrumunda farklı dalga boylarında çalışabilir. Bu tür cihazların rezonatör aynaları, çok katmanlı dielektrik kaplamaların varlığı ile ayırt edilir.
Kimyasal lazerler ayrı bir gaz tüpleri kategorisini temsil eder. Ayrıca çalışma ortamı olarak gaz karışımlarının kullanımını da içerirler, ancak ışık radyasyonunun oluşum süreci kimyasal bir reaksiyonla sağlanır. Yani, gaz kimyasal uyarma için kullanılır. Bu tür cihazlar, kimyasal enerjiyi doğrudan elektromanyetik radyasyona dönüştürebildikleri için avantajlıdır.
Gaz lazerlerinin kullanımı
Pratik olarak bu türdeki tüm lazerler son derece güvenilir, dayanıklı ve uygun maliyetlidir. Bu faktörler, çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmasına yol açmıştır. Örneğin, helyum-neon cihazları, maden operasyonlarında, gemi yapımında ve çeşitli yapıların yapımında gerçekleştirilen tesviye ve ayar işlemlerinde uygulama bulmuştur. Ek olarak, helyum-neon lazerlerin özellikleri, optik iletişimin düzenlenmesinde, holografik materyallerin ve kuantum jiroskopların geliştirilmesinde kullanıma uygundur. Pratik faydalar açısından bir istisna değildi veuygulaması malzeme işleme alanında verimlilik gösteren argon gazı lazeri. Özellikle, bu tür cihazlar sert kayaların ve metallerin kesici görevi görür.
Gaz lazer incelemeleri
Lazerleri avantajlı operasyonel özellikler açısından ele alırsak, birçok kullanıcı ışık huzmesinin yüksek yönlülüğünü ve genel kalitesini not eder. Bu tür özellikler, ortam sıcaklığı koşullarından bağımsız olarak küçük bir oranda optik bozulma ile açıklanabilir. Dezavantajlara gelince, gazlı ortamın potansiyelini ortaya çıkarmak için büyük bir voltaj gereklidir. Ek olarak, bir helyum-neon gazı lazeri ve karbondioksit karışımlarına dayalı cihazlar, bağlanmak için önemli miktarda elektrik gücü gerektirir. Ancak, uygulamanın gösterdiği gibi, sonuç kendini haklı çıkarır. Hem düşük güçlü cihazlar hem de yüksek güç potansiyeline sahip cihazlar kullanılır.
Sonuç
Lazer sistemlerinde kullanımları açısından gaz-boş altma karışımlarının olanakları hala yeterince anlaşılmamıştır. Bununla birlikte, bu tür ekipmanlara olan talep, piyasada uygun bir niş oluşturarak, uzun süredir başarılı bir şekilde büyümektedir. Gaz lazeri sektördeki en büyük dağıtımı aldı. Katı malzemelerin noktasal ve hassas kesimi için alet olarak kullanılır. Ancak bu tür ekipmanların yayılmasını engelleyen faktörler de var. İlk olarak, bu, cihazların dayanıklılığını az altan eleman tabanının hızlı aşınmasıdır. İkincisi, elektrik deşarjı sağlamak için yüksek gereksinimler vardır,ışını oluşturmak için gerekli.
