CO2 laser
Kuldioxidlaser , kuldioxidlaser (CO 2 laser ) er en af de første typer gaslasere (opfundet i 1964 [1] ). I begyndelsen af det 21. århundrede er det en af de mest kraftfulde lasere med kontinuerlig emission op til 80 kW i kontinuerlig tilstand og op til hundredvis af MW i pulserende tilstand med Q-switching [2] . Den har en effektivitet på op til 15-20 % [2] . Kuldioxidlasere udsender i det infrarøde område med en bølgelængde på 9,4 til 10,6 mikron .
Kuldioxidlaseren bruges til at gravere gummi og plast , skære organisk glas og metaller og svejse metaller, herunder metaller med meget høj varmeledningsevne såsom aluminium og messing .
Laser enhed
Det aktive medium i kuldioxidlasere er en gasformig blanding af CO 2 , nitrogen (N 2 ), helium (He). Nogle gange tilsættes også hydrogen (H 2 ) eller xenon (Xe) til blandingen. Urenheder er nødvendige for at reducere antændelsespotentialet af gassen i laseren, hvilket giver den såkaldte. Penning-effekt [3] . Forholdet mellem gaskoncentrationer i blandingen afhænger af dens specifikke implementering, men koncentrationerne af CO 2 og N 2 i blandingen er normalt 5-20%.
Populationsinversionen af exciterede CO 2 molekyler opnås ved hjælp af en gasudledning , og først exciteres vibrationer af nitrogenmolekyler, derefter, når exciterede nitrogenmolekyler kolliderer med CO 2 molekyler, overføres en del af deres vibrationsenergi til CO 2 molekyler . Et yderligere fald i gasinversionen i det aktive medium frembringes af helium, og væggene i røret, hvori det aktive medium er indesluttet, tvangskøles af gas eller vand (i højeffektlasere).
Da disse lasere genererer infrarød stråling, bruges specielle materialer til at fremstille deres optiske elementer. Fabry-Perot-resonatorspejle er sædvanligvis forsølvede , og linser og vinduer er lavet af germanium- eller zinkselenid - enkeltkrystaller , materialer, der er godt gennemsigtige for infrarød stråling i driftsbølgelængdeområdet. I højeffektlasere er det at foretrække at bruge guldbelagte spejle og zinkselenid til gennemsigtige optiske elementer. Nogle gange bruges meget dyre diamantvinduer og linser. Tidlige CO 2 -lasere brugte linser og vinduer lavet af enkeltkrystaller af alkalimetalchlorider ( NaCl , KCl ), som også er meget gennemsigtige for infrarød stråling.
Ansøgning
En af de vigtigste anvendelser af kuldioxidlaseren er i militær teknologi og dens anvendelse i laserafstandsmålersigter . Den meget lange bølgelængde i det fjerne infrarøde spektrum gør det ikke muligt at detektere det af konventionelle laserbestrålingssensorer, der ikke har et kølesystem og de nødvendige følsomme elementer. Også i det fjerne infrarøde område er effekten af tåge og røg på laserstrålen mindre [4] .
Noter
- ↑ Patel, CKNContinuous-Wave Laser Action on Vibrational-Rotational Transitions of CO 2 (engelsk) // Physical Review : journal. - 1964. - Bd. 136 , nr. 5A . - P.A1187-A1193 . - doi : 10.1103/PhysRev.136.A1187 . - .
- ↑ 1 2 Kneubühl M. Sigrist: Laser. 7. Auflage. Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8351-0145-6 , S. 229 ff.
- ↑ Penning-effekt - Encyclopedia of Physics
- ↑ R. C. Harney. CO2-lasere til militære applikationer . - 1989-01-01. - T. 1042 . - S. 42-54 . - doi : 10.1117/12.951261 .
 Ordbøger og encyklopædier |
|---|