หลักการและประเภทของเลเซอร์

หลักการและประเภทของเลเซอร์
เลเซอร์คืออะไร?
LASER(การขยายแสงโดยการกระตุ้นการปล่อยรังสี); หากต้องการทราบแนวคิดที่ดีขึ้น โปรดดูภาพด้านล่าง:

อะตอมที่มีระดับพลังงานสูงกว่าจะเปลี่ยนไปสู่ระดับพลังงานที่ต่ำกว่าตามธรรมชาติและปล่อยโฟตอนออกมา ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการแผ่รังสีที่เกิดขึ้นเอง
ความนิยมสามารถเข้าใจได้ว่า: ลูกบอลบนพื้นเป็นตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดเมื่อลูกบอลถูกผลักขึ้นไปในอากาศด้วยแรงภายนอก (เรียกว่าการปั๊ม) ช่วงเวลาที่แรงภายนอกหายไปลูกบอลจะตกลงมาจากที่สูงแล้วปล่อย พลังงานจำนวนหนึ่ง หากลูกบอลเป็นอะตอมจำเพาะ อะตอมนั้นจะปล่อยโฟตอนที่มีความยาวคลื่นจำเพาะออกมาในระหว่างการเปลี่ยนผ่าน

การจำแนกประเภทของเลเซอร์
ผู้คนเข้าใจหลักการของการสร้างเลเซอร์และเริ่มพัฒนาเลเซอร์ในรูปแบบต่างๆ หากจำแนกตามวัสดุการทำงานของเลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นเลเซอร์แก๊ส เลเซอร์แข็ง เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ ฯลฯ
1, การจำแนกประเภทเลเซอร์แก๊ส: อะตอม, โมเลกุล, ไอออน;
สารที่ใช้งานของเลเซอร์แก๊สคือไอก๊าซหรือโลหะซึ่งมีลักษณะของเอาต์พุตเลเซอร์ช่วงความยาวคลื่นกว้าง ที่พบบ่อยที่สุดคือเลเซอร์ CO2 ซึ่ง CO2 ถูกใช้เป็นสารทำงานเพื่อสร้างเลเซอร์อินฟราเรดขนาด 10.6um โดยการกระตุ้นการปล่อยกระแสไฟฟ้า
เนื่องจากสารในการทำงานของเลเซอร์แก๊สคือแก๊ส โครงสร้างโดยรวมของเลเซอร์จึงมีขนาดใหญ่เกินไป และความยาวคลื่นเอาต์พุตของเลเซอร์แก๊สยาวเกินไป ประสิทธิภาพการประมวลผลวัสดุจึงไม่ดี ดังนั้น เลเซอร์แบบแก๊สจึงถูกเลิกใช้งานไปจากตลาดในไม่ช้า และมีการใช้เฉพาะในบางพื้นที่เท่านั้น เช่น การมาร์กด้วยเลเซอร์ของชิ้นส่วนพลาสติกบางชนิด
2, เลเซอร์ที่เป็นของแข็งการจำแนกประเภท: ทับทิม, Nd:YAG ฯลฯ;
วัสดุในการทำงานของโซลิดสเตตเลเซอร์ ได้แก่ ทับทิม แก้วนีโอไดเมียม อิตเทรียมอะลูมิเนียมโกเมน (YAG) ฯลฯ ซึ่งเป็นไอออนจำนวนเล็กน้อยที่รวมอยู่ในคริสตัลหรือแก้วของวัสดุในลักษณะเมทริกซ์ เรียกว่าแอคทีฟไอออน
เลเซอร์โซลิดสเตตประกอบด้วยสารทำงาน ระบบปั๊ม เครื่องสะท้อนกลับ และระบบทำความเย็นและกรอง สี่เหลี่ยมสีดำตรงกลางภาพด้านล่างเป็นคริสตัลเลเซอร์ ซึ่งดูเหมือนกระจกใสสีอ่อนและ ประกอบด้วยคริสตัลใสเจือด้วยโลหะหายาก เป็นโครงสร้างพิเศษของอะตอมของโลหะหายากที่ก่อให้เกิดการผกผันของจำนวนอนุภาคเมื่อได้รับแสงสว่างจากแหล่งกำเนิดแสง (ขอทำความเข้าใจง่ายๆ ว่าลูกบอลจำนวนมากบนพื้นถูกผลักขึ้นไปในอากาศ) จากนั้นจะปล่อยโฟตอนออกมาเมื่ออนุภาคเปลี่ยนผ่าน และเมื่อใด จำนวนโฟตอนก็เพียงพอแล้ว การก่อตัวของเลเซอร์ เพื่อให้แน่ใจว่าเลเซอร์ที่ปล่อยออกมาจะถูกส่งออกไปในทิศทางเดียว มีกระจกเต็มบาน (เลนส์ด้านซ้าย) และกระจกกึ่งสะท้อนแสง (เลนส์ด้านขวา) เมื่อเลเซอร์ออกมาแล้วผ่านการออกแบบแสงบางอย่าง การก่อตัวของพลังงานเลเซอร์

3, เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์
เมื่อพูดถึงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ อาจเข้าใจได้ง่ายว่าเป็นโฟโตไดโอด มีจุดเชื่อมต่อ PN ในไดโอด และเมื่อมีการเพิ่มกระแสไฟฟ้าจำนวนหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงทางอิเล็กทรอนิกส์ในเซมิคอนดักเตอร์จะก่อตัวขึ้นเพื่อปล่อยโฟตอน ซึ่งส่งผลให้เกิดเลเซอร์ เมื่อพลังงานเลเซอร์ที่ปล่อยออกมาจากเซมิคอนดักเตอร์มีน้อย อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์พลังงานต่ำสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดปั๊ม (แหล่งกระตุ้น) ของไฟเบอร์เลเซอร์จึงเกิดไฟเบอร์เลเซอร์ขึ้น หากกำลังของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เพิ่มขึ้นอีกจนถึงจุดที่สามารถส่งออกไปยังวัสดุแปรรูปได้โดยตรง ก็จะกลายเป็นเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์โดยตรง ปัจจุบันเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์โดยตรงในตลาดมีกำลังถึงระดับ 10,000 วัตต์

นอกเหนือจากเลเซอร์หลายตัวข้างต้นแล้ว ผู้คนยังได้คิดค้นเลเซอร์เหลวหรือที่เรียกว่าเลเซอร์เชื้อเพลิงอีกด้วย เลเซอร์เหลวมีความซับซ้อนในด้านปริมาตรและสารทำงานมากกว่าของแข็ง และไม่ค่อยมีการใช้