Gaslaser - Gas laser

En gaslaser er en laser , hvor en elektrisk strøm udledes gennem en gas for at producere sammenhængende lys. Gaslaseren var den første laser med kontinuerligt lys og den første laser, der opererede efter princippet om at konvertere elektrisk energi til et laserlysudbytte. Den første gaslaser, Helium-neonlaseren (HeNe), blev co-opfundet af den iransk-amerikanske fysiker Ali Javan og den amerikanske fysiker William R. Bennett, Jr. , i 1960. Den frembragte en sammenhængende lysstråle i det infrarøde område af spektret ved 1,15 mikrometer.

En helium-neon laser er en velkendt type gaslaser

Typer af gaslaser

Gaslasere, der bruger mange gasser, er blevet bygget og brugt til mange formål.

Kuldioxidlasere eller CO 2 -lasere kan udsende hundredvis af kilowatt ved 9,6  µm og 10,6 µm og bruges ofte i industrien til skæring og svejsning. Effektiviteten af ​​en CO 2 laser er over 10%.

Kulilte- eller "CO" -lasere har potentiale for meget store output, men brugen af ​​denne laser er begrænset af toksiciteten af ​​kulilte. Menneskelige operatører skal beskyttes mod denne dødelige gas. Desuden er det ekstremt ætsende for mange materialer, herunder tætninger, pakninger osv.

Helium -neon (HeNe) lasere kan fås til at svinge ved over 160 forskellige bølgelængder ved at justere hulrummet Q til at nå toppen ved den ønskede bølgelængde. Dette kan gøres ved at justere spejlenes spektrale reaktion eller ved at bruge et dispersivt element ( Littrow prisme ) i hulrummet. Enheder, der opererer ved 633 nm, er meget almindelige på skoler og laboratorier på grund af deres lave omkostninger og næsten perfekte strålekvaliteter.

Kvælstoflasere opererer i det ultraviolette område, typisk 337,1 nm, ved hjælp af molekylært nitrogen som dets forstærkningsmedium, pumpet af en elektrisk udladning.

TEA -lasere får strøm fra en højspændings elektrisk udladning i en gasblanding generelt ved eller over atmosfærisk tryk. Akronymet "TEA" står for Transversely Excited Atmospheric.

Kemiske lasere

Hovedartikel: Kemisk laser

Kemiske lasere drives af en kemisk reaktion og kan opnå høje kræfter i kontinuerlig drift. For eksempel i hydrogenfluoridlaseren (2,7-2,9 µm) og deuteriumfluoridlaseren (3,8 µm) er reaktionen kombinationen af ​​hydrogen eller deuteriumgas med forbrændingsprodukter af ethylen i nitrogentrifluorid . De blev opfundet af George C. Pimentel .

Kemiske lasere drives af en kemisk reaktion, der tillader en stor mængde energi at blive frigivet hurtigt. Sådanne meget kraftige lasere er især af interesse for militæret. Ydermere er kemiske lasere med kontinuerlig bølge ved meget høje effektniveauer, der fødes af strømme af gasser, blevet udviklet og har nogle industrielle anvendelser.

Excimer lasere

Hovedartikel: Excimer laser

Excimerlasere drives af en kemisk reaktion, der involverer en exciteret dimer eller excimer , som er et kortvarigt dimerisk eller heterodimert molekyle dannet af to arter (atomer), hvoraf mindst en er i en ophidset elektronisk tilstand . De producerer typisk ultraviolet lys, og anvendes i halvleder fotolitografi og i LASIK øjenkirurgi. Almindeligt anvendte excimer molekyler indbefatter F 2 ( fluor , emitterer ved 157 nm), og ædelgas forbindelser (ArF [193 nm], KrCl [222 nm], KrF [248 nm], XeCl [308 nm], og XeF [351 nm ])).

Ion lasere

Hovedartikel: Ionlaser

Argon-ion- lasere udsender lys i området 351-528,7 nm. Afhængigt af optikken og laserrøret kan et andet antal linjer bruges, men de mest almindeligt anvendte linjer er 458 nm, 488 nm og 514,5 nm.

Metaldamplasere

Metaldamplasere er gaslasere, der typisk genererer ultraviolette bølgelængder. Helium - sølv (HeAg) 224 nm neon - kobber (NeCu) 248 nm og helium - cadmium (HeCd) 325 nm er tre eksempler. Disse lasere har særligt smalle oscillerende liniebredder på mindre end 3  GHz (500 femtometers ), hvilket gør dem til kandidater til anvendelse i fluorescens undertrykkes Raman-spektroskopi .

Den Kobber damp laser , med to spektrale linjer af grøn (510,6 nm) og gul (578,2 nm), er den mest kraftfulde laser med den højeste effektivitet i det synlige spektrum.

Fordele

  • Høj volumen af aktivt materiale
  • Aktivt materiale er relativt billigt
  • Næsten umuligt at beskadige det aktive materiale
  • Varme kan hurtigt fjernes fra hulrummet

Ansøgninger

  • He-Ne laser bruges hovedsageligt til fremstilling af hologrammer.
  • Ved laserudskrivning bruges He-Ne laser som kilde til at skrive på det lysfølsomme materiale.
  • He-Ne lasere blev brugt til at læse stregkoder, som er præget på produkter i butikkerne. De er stort set blevet erstattet af laserdioder .
  • Kvælstoflasere og excimerlaser bruges til pulserende farvelaserpumpning.
  • Ionlasere, for det meste argon, bruges til CW -farvelaserpumpning.

Se også

Referencer