Cén fáth ar gá dúinn a fhios ag prionsabal na léasair?
Eolas ar na difríochtaí idir léasair leathsheoltóra coitianta, snáithíní, dioscaí, agusléasair YAGcabhrú freisin le tuiscint níos fearr a fháil agus tuilleadh plé a dhéanamh le linn an phróisis roghnóireachta.
Díríonn an t-alt go príomha ar eolaíocht tóir: réamhrá gairid ar phrionsabal na giniúna léasair, príomh-struchtúr na léasair, agus roinnt cineálacha coitianta léasair.
Gcéad dul síos, prionsabal na giniúna léasair
Gintear léasair tríd an idirghníomhú idir solas agus ábhar, ar a dtugtar aimpliú radaíochta spreagtha; Chun aimpliú radaíochta spreagtha a thuiscint ní mór tuiscint a fháil ar choincheapa Einstein maidir le hastú spontáineach, ionsú spreagtha, agus radaíocht spreagtha, chomh maith le roinnt bunús teoiriciúil riachtanach.
Bunús Teoiriciúil 1: Múnla Bohr
Soláthraíonn múnla Bohr go príomha struchtúr inmheánach na n-adamh, rud a fhágann go bhfuil sé éasca a thuiscint conas a tharlaíonn léasair. Tá adamh comhdhéanta de núicléas agus leictreoin lasmuigh den núicléas, agus níl fithiseáin na leictreon treallach. Níl ach fithiseáin áirithe ag leictreoin, agus ina measc tugtar an bunstaid ar an bhfithiseán is faide istigh; Má tá leictreon sa bhunstaid, is é a fhuinneamh an ceann is ísle. Má léimeann leictreon as fithis, tugtar an chéad staid corraithe air, agus beidh fuinneamh an chéad staid corraithe níos airde ná fuinneamh an bhunstaid; Tugtar an dara stát corraithe ar fhithis eile;
Is é an fáth gur féidir le léasair a bheith ann ná go mbogfaidh leictreoin i bhfithis éagsúla sa mhúnla seo. Má ionsúnn leictreoin fuinneamh, is féidir leo rith ón mbunstaid go dtí an staid corraithe; Má fhilleann leictreon ón stát corraithe go dtí an bunstaid, scaoilfidh sé fuinneamh, a scaoiltear go minic i bhfoirm léasair.
Bunús Teoiriciúil 2: Teoiric Radaíochta Spreagtha Einstein
Sa bhliain 1917, mhol Einstein teoiric na radaíochta spreagtha, arb é an bunús teoiriciúil é le haghaidh léasair agus táirgeadh léasair: tá ionsú nó astú ábhar mar thoradh go bunúsach ar an idirghníomhaíocht idir an réimse radaíochta agus na cáithníní a chomhdhéanann ábhar, agus a chroílár. bunúsach é an t-aistriú na gcáithníní idir leibhéil fuinnimh éagsúla. Tá trí phróiseas éagsúla san idirghníomhaíocht idir solas agus ábhar: astú spontáineach, astú spreagtha, agus ionsú spreagtha. I gcás córas ina bhfuil líon mór cáithníní, bíonn na trí phróiseas seo ann i gcónaí agus tá dlúthbhaint acu.
Astaíocht spontáineach:
Mar a thaispeántar san fhíor: aistríonn leictreon ar an leibhéal ardfhuinnimh E2 go spontáineach go dtí an leibhéal ísealfhuinnimh E1 agus astaíonn sé fótón a bhfuil fuinneamh hv aige, agus hv=E2-E1; Tugtar trasdul spontáineach ar an bpróiseas aistrithe spontáineach neamhghaolmhar seo, agus tugtar radaíocht spontáineach ar na tonnta solais a astaítear le haistrithe spontáineacha.
Saintréithe astaíochta spontáineach: Tá gach fótón neamhspleách, le treoracha agus céimeanna éagsúla, agus tá an t-am tarlaithe randamach freisin. Baineann sé le solas neamhchomhleanúnach agus chaotic, nach é an solas a theastaíonn ón léasair. Dá bhrí sin, ní mór don phróiseas giniúna léasair an cineál seo solais strae a laghdú. Tá sé seo ar cheann de na cúiseanna freisin go bhfuil solas strae ag tonnfhad na léasair éagsúla. Má dhéantar é a rialú go maith, is féidir neamhaird a dhéanamh ar chomhréir na n-astaíochtaí spontáineacha sa léasair. An níos glaine an léasair, mar shampla 1060 nm, tá sé ar fad 1060 nm, Tá ráta ionsú réasúnta cobhsaí agus cumhacht ag an gcineál léasair seo.
Ionsú spreagtha:
Leictreoin ag leibhéil fuinnimh íseal (fithiseáin íseal), tar éis fótóin a ionsú, aistriú go leibhéil fuinnimh níos airde (fithiseáin ard), agus tugtar ionsú spreagtha ar an bpróiseas seo. Tá ionsú spreagtha ríthábhachtach agus ceann de na príomhphróisis caidéalaithe. Soláthraíonn foinse caidéil an léasair fuinneamh fótóin chun cáithníní sa mheán gnóthachain a aistriú agus fanacht le radaíocht spreagtha ag leibhéil fuinnimh níos airde, ag astú an léasair.
Radaíocht spreagtha:
Nuair a bhíonn sé ionradaithe ag solas an fhuinnimh sheachtraigh (hv=E2-E1), sceitear an leictreon ag an ardleibhéal fuinnimh ón bhfótón seachtrach agus léimeann sé go dtí an leibhéal ísealfhuinnimh (ritheann an fithis ard go dtí an fithis íseal). Ag an am céanna, astaíonn sé fótón atá díreach mar an gcéanna leis an bhfótón seachtrach. Ní ionsúnn an próiseas seo an solas excitation bunaidh, agus mar sin beidh dhá fhótón comhionann ann, ar féidir a thuiscint mar a spits an leictreon amach an fótón a ionsúitear roimhe seo, Tugtar radaíocht spreagtha ar an bpróiseas luminescence seo, arb é an próiseas droim ar ais de ionsú spreagtha.
Tar éis an teoiric a bheith soiléir, tá sé an-simplí léasair a thógáil, mar a thaispeántar san fhigiúr thuas: faoi ghnáthchoinníollacha cobhsaíochta ábhartha, tá formhór mór na leictreon sa stát talún, leictreoin sa stát talún, agus braitheann léasair ar radaíocht spreagtha. Dá bhrí sin, is é struchtúr an léasair ná ligean d'ionsú spreagtha a bheith ann ar dtús, ag tabhairt leictreoin go dtí an leibhéal ardfhuinnimh, agus ansin excitation a sholáthar chun go mbeidh líon mór leictreoin ardleibhéil fuinnimh faoi radaíocht spreagtha, ag scaoileadh fótóin, As seo, is féidir léasair a ghiniúint. Ar aghaidh, tabharfaimid isteach an struchtúr léasair.
Struchtúr léasair:
Meaitseáil an struchtúr léasair leis na coinníollacha giniúna léasair a luadh níos luaithe ceann ar cheann:
Coinníoll an tarlaithe agus an struchtúr comhfhreagrach:
1. Tá meán gnóthachain ann a sholáthraíonn éifeacht aimpliúcháin mar mheán oibre an léasair, agus tá struchtúr leibhéal fuinnimh ag a gcáithníní gníomhachtaithe atá oiriúnach chun radaíocht spreagtha a ghiniúint (go príomha in ann leictreoin a chaidéil go orbitals ard-fhuinnimh agus a bheith ann ar feadh tréimhse áirithe ama. , agus ansin scaoileann fótóin in aon anáil amháin trí radaíocht spreagtha);
2. Tá foinse excitation seachtrach (foinse caidéil) ann a fhéadfaidh leictreoin a phumpáil ón leibhéal níos ísle go dtí an leibhéal uachtarach, rud a fhágann inbhéartú líon na gcáithníní idir leibhéil uachtaracha agus íochtaracha an léasair (ie, nuair a bhíonn níos mó cáithníní ardfhuinnimh ann ná cáithníní ísealfhuinnimh), mar shampla an lampa xeanón i léasair YAG;
3. Tá cuas athshondach ann a fhéadfaidh ascalaithe léasair a bhaint amach, fad oibre an ábhair oibre léasair a mhéadú, an modh tonn solais a scagadh, treo iomadú an bhíoma a rialú, an minicíocht radaíochta spreagtha a mhéadú go roghnach chun monacrómatacht a fheabhsú (a chinntiú go bhfuil an aschuirtear léasair ag fuinneamh áirithe).
Taispeántar an struchtúr comhfhreagrach sa fhigiúr thuas, arb é struchtúr simplí léasair YAG é. Féadfaidh struchtúir eile a bheith níos casta, ach is é seo an croí. Léirítear an próiseas giniúna léasair san fhigiúr:
Aicmiú léasair: aicmithe go ginearálta de réir mheán gnóthachain nó trí fhoirm fuinnimh léasair
Gnóthachan meánrangú:
Léasair dé-ocsaíd charbóin: Is é an meán gnóthachan de léasair dé-ocsaíd charbóin héiliam agusléasair CO2,le tonnfhad léasair de 10.6um, atá ar cheann de na táirgí léasair is luaithe atá le seoladh. Bhí an táthú léasair luath bunaithe go príomha ar léasair dé-ocsaíd charbóin, a úsáidtear faoi láthair go príomha le haghaidh táthú agus gearradh ábhair neamh-mhiotalacha (fabraicí, plaistigh, adhmad, etc.). Ina theannta sin, úsáidtear é freisin ar mheaisíní liteagrafaíocht. Ní féidir léasair dé-ocsaíd charbóin a tharchur trí snáithíní optúla agus taisteal trí chosáin optúla spásúla, Rinneadh an Tongkuai is luaithe go réasúnta maith, agus baineadh úsáid as go leor trealamh gearrtha;
Léasair YAG (gairnet alúmanaim yttrium): Úsáidtear criostail YAG atá dópáilte le hiain miotail neodimiam (Nd) nó yttrium (Yb) mar mheán gnóthachain léasair, le tonnfhad astaíochta de 1.06um. Is féidir le léasair YAG bíoga níos airde a aschur, ach tá an meánchumhacht íseal, agus is féidir leis an buaicchumhacht 15 uair an meánchumhacht a bhaint amach. Más léasair pulse é den chuid is mó, ní féidir aschur leanúnach a bhaint amach; Ach is féidir é a tharchur trí snáithíní optúla, agus ag an am céanna, méadaíonn an ráta ionsú na n-ábhar miotail, agus tá sé ag tosú a chur i bhfeidhm in ábhair frithchaiteacht ard, a chuirtear i bhfeidhm ar dtús sa réimse 3C;
Léasair snáithín: Úsáideann an príomhshrutha reatha sa mhargadh snáithín dópáilte ytterbium mar mheán gnóthachain, le tonnfhad 1060nm. Déantar é a roinnt tuilleadh i léasair snáithíní agus diosca bunaithe ar chruth an mheáin; Seasann snáthoptaice do IPG, agus seasann diosca do Tongkuai.
Léasair leathsheoltóra: Is é an meán gnóthachain acomhal PN leathsheoltóra, agus tá tonnfhad an léasair leathsheoltóra go príomha ag 976nm. Faoi láthair, úsáidtear léasair leathsheoltóra gar-infridhearg go príomha le haghaidh cumhdach, le spotaí solais os cionn 600um. Is fiontar ionadaíoch léasair leathsheoltóra é Laserline.
Rangaithe de réir foirm gníomhaíochta fuinnimh: Léasair Pulse (PULSE), léasair quasi-leanúnach (QCW), léasair leanúnach (CW)
Léasair Pulse: nanosecond, picosecond, femtosecond, is féidir leis an léasair pulse ard-minicíochta seo (ns, leithead cuisle) próiseáil buaicfhuinnimh ard, ardmhinicíochta (MHZ) a bhaint amach, a úsáidtear le haghaidh próiseáil ábhair tanaí copar agus alúmanam neamhionanna, chomh maith le glanadh den chuid is mó. . Trí úsáid a bhaint as buaicfhuinneamh ard, is féidir leis an bunábhar a leá go tapa, le ham gníomhaíochta íseal agus crios beag teasa. Tá buntáistí aige maidir le hábhair ultra-tanaí a phróiseáil (faoi bhun 0.5mm);
Léasair gar-leanúnach (QCW): Mar gheall ar ráta athrá ard agus timthriall íseal dleachta (faoi bhun 50%), leithead cuisle naLéasair QCWsroicheann 50 us-50 ms, ag líonadh na bearna idir léasair snáithín leanúnach leibhéal cileavata agus léasair cuisle Q-aistrithe; Is féidir le buaicchumhacht léasair snáithín gar-leanúnach 10 n-uaire an mheánchumhachta a bhaint amach faoi oibriú mód leanúnach. Tá dhá mhodh go ginearálta ag léasair QCW, tá ceann amháin táthú leanúnach ag cumhacht íseal, agus tá an ceann eile táthú léasair pulsed le buaicchumhacht de 10 n-uaire an meánchumhacht, is féidir a bhaint amach ábhair thicker agus táthú teasa níos mó, agus a rialú freisin ar an teas laistigh de. raon an-bheag;
Léasair Leanúnach (CW): Is é seo an ceann is coitianta a úsáidtear, agus is iad léasair CW an chuid is mó de na léasair a fheictear ar an margadh a aschuireann léasair go leanúnach le haghaidh próiseála táthú. Roinntear léasair snáithíní i léasair aon-mhód agus il-mód de réir trastomhais croí éagsúla agus cáilíochtaí bhíoma, agus is féidir iad a oiriúnú do chásanna iarratais éagsúla.
Am postála: Dec-20-2023
