Поиск по каталогу  |  Интер-Сервис      in-s ООО "ВолгаЛазер" ООО "ВолгаЛазер"
ЛК 2015
ELEn C2200
MGO 3000
О компании
Производство
лазерная резка металлов, резка металлов
Услуги / цены
Контакты
 

Другие типы лазеров

К настоящему времени уже имеют определенное значение или еще находятся в стадии разработки ряд других типов лазеров. Они дополняют имеющиеся типы лазеров по отношению диапазона длин волн и возможной перестройки частоты лазеров (лазеры на центрах окраски, рекомбинационный лазер), а также мощности и технологичности (химические лазеры и лазеры на свободных электронах).

Лазеры на центрах окраски

В качестве активной среды применяются кристаллы, содержащие щелочные металлы, с центрами окраски в различных конфигурациях.

Недостатки: центры окраски часто устойчивы по отношению к тепловому распаду только при низких температурах, поэтому необходимо охлаждение кристалла.

Преимущества: относительно высокая мощность излучения в ближней ИК-области спектра (более высокая по сравнению с соответствующими полупроводниковыми лазерами); широкий спектр флуоресценции центров окраски при одновременно сильной связи с кристаллической решеткой, так что относительно возможностей перестройки частоты и одномодового режима работы свойства активной среды идеальны.

Возбуждение активной среды осуществляется с помощью оптической накачки, в непрерывном режиме работы – с помощью ионного лазера, Nd-ИАГ-лазера или лазера на красителе, при импульсном возбуждении – с помощью ламповой накачки, эксимерных лазеров или лазеров на парах меди.

Только при импульсном возбуждении возможен также устойчивый режим работы при комнатной температуре.

Схема лазера на центрах окраски по конструкции резонатора аналогична схеме лазера на красителе.

Свойства излучения определяются чисто однородным уширением линии, а тем самым сильной конкуренцией мод (сильно выраженной как и у лазеров на красителях). Соответственно этому в непрерывном режиме лазер иа центрах окраски генерирует только несколько (2?3) мод из-за эффекта «выгорания дыр» (резонатор Фабри-Перо), межмодовый интервал составляет примерно 8 ГГц.

Лазеры на центрах окраски применяются преимущественно в молекулярной спектроскопии в ближней ИК-области спектра: спектроскопии двойного резонанса, спектроскопии молекулярных пучков и многофотонной спектроскопии при измерении формы линии.

Лазеры на свободных электронах

Первый лазер на свободных электронах (ЛСЭ) (Free-electron-Laser, FEL) был реализован в 1976 г. С тех пор этому типу лазера уделяется все возрастаюшее внимание в различных странах.

У лазеров на свободных электронах активной средой является электронный пучок высокой энергии. Реализация ЛСЭ требует дополнительных полей. В качестве таких полей служат:
1) статические, периодически изменяющиеся в пространстве магнитные поля, которые модулируют траектории электронов и обусловливают, таким образом, излучение фотонов (магнитное тормозное излучение); большинство реализованных до сих пор ЛСЭ основаны на этом принципе действия;
2) поля при распространении в среде (эффект Черенкова);
3) распространение в волноводе с решеткой (эффект Смита-Парселла).

Длина волны лазера на свободных электронах может быть последовательно настроена путем вариации скорости электронов, периода ондулятора или поля ондулятора.

Увеличение числа периодов ондулятора вызывает уменьшение ширины линии, увеличение усиления, уменьшение достигаемого КПД (выход: применение накопительных колец, в которых электроны после прохождения через ондулятор снова ускоряются для компенсации потерь на излучение, нли применение замедляющих структур).

Большой интерес к ЛСЭ обоснованно связан с потенциальными возможностями, которые открывают лазеры. К этим возможностям относятся диапазон перестройки, импульсная мощность свыше 1 МВт, ширина линии, общий КПД более 10% и длительность импульса.

Недостаток ЛСЭ: высокие экспериментальные затраты (особенно иа источник релятивистских электронов).

В качестве источников электронов применяются линейные ускорители, накопительные кольца, микротроны (наиболее просто реализуемые).

Преимущественные диапазоны длин волн: ИК-диапазон, субмиллиметровый, УФ- и рентгеновский диапазоны (в видимом диапазоне существуют лазеры на красителях). Особых затрат требует генерация более коротких длин волн, для которой необходимы большие скорости электронов и (или) короткие периоды ондулятора.

Рекомбинационный лазер

Рекомбинационные или плазменные лазеры имеют значение как:
а) лазеры в видимой и в ближней ИК-областях спектра, которые отличаются относительной простотой, высоким сроком службы и высоким КПД (до 10%);
б) лазеры, генерирующие в коротковолновой и вплоть до рентгеновской областях.

Активной средой является плазма, образуемая с помощью электрического разряда, плазма искры, образуемой лазерным излучением (преимущественно при генерации коротковолнового излучения).

Механизм накачки. Это электронно-ионная рекомбинация в переохлажденной плазме, в связи с чем характеристическое время подвода энергии может быть существенно больше, чем время жизни верхнего лазерного уровня.

Требуемые для усиления параметры плазмы получаются в двухступенчатых процессах: образуются атомы элемента Е в ионизированном состоянии Е(Z+1). Плазма расширяется (в вакуум или буферный газ), причем охлаждаются прежде всего горячие электроны. Благодаря этому возрастает скорость электронно-ионной столкновительной рекомбинации. Возникает инверсия заселенностей между такими уровнями, у которых опустошение нижнего уровня, например, за счет спонтанного излучения происходит быстрее по сравнению с уменьшением заселенности верхнего уровня.

Химический лазер

Химические лазеры – особый вид газовых лазеров, накачка в которых происходит за счет химических реакций. Эти лазеры генерируют на многих длинах волн от 1,3 до 26 мкм, при этом могут быть достигнуты энергии в импульсе в диапазоне многих килоджоулей, непрерывные мощности лазерного излучения – в диапазоне многих киловатт. Используются следующие методы возбуждения активной среды:
1) синтез колебательно-возбужденных лазерных молекул:
а) химический гибридный лазер ? образование реагирующих друг с другом атомов происходит в электрическом разряде, путем фотодиссоциации или диссоциации под действием электронного пучка;
б) чистый химический лазер – партнеры в реакции накачки образуются при горении, в импульсных цепных реакциях или в химических реакциях в камере сгорания;
2) химические процессы переноса энергии – образованные при химических реакциях колебательно-возбужденные молекулы отдают свою колебательную энергию при столкновениях второго рода и таким образом образуют в молекулах-партнерах по столкновению инверсию заселенностей;
3) фотодиссоциативные процессы – за счет фотодиссоциации молекул образуются возбужденные атомы.

Для обработки материалов (лазерная резка, сверление, сварка и др.) данные лазеры практически не используются.

Выберите интересующую Вас фотографию

Общество с ограниченной ответственностью "ВолгаЛазер"
404110, Волгоградская обл., г. Волжский, ул. Молодежная, д. 17, офис 8
Схема проезда
тел. (8443) 22-87-21
Яндекс цитирования ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА
ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛА