Els primers làsers van aparèixer fa diverses dècades, i fins avui aquest segment està sent promocionat per les empreses més grans. Els desenvolupadors obtenen cada cop més funcions noves de l'equip, cosa que permet als usuaris utilitzar-lo de manera més eficaç a la pràctica.
El làser robí d'estat sòlid no es considera un dels dispositius més prometedors d'aquest tipus, però malgrat totes les seves deficiències, encara troba nínxols en funcionament.
Informació general
Els làsers Ruby pertanyen a la categoria de dispositius d'estat sòlid. En comparació amb els homòlegs químics i de gas, tenen una potència menor. Això s'explica per la diferència en les característiques dels elements, per la qual cosa es proporciona radiació. Per exemple, els mateixos làsers químics són capaços de generar fluxos de llum amb una potència de centenars de quilowatts. Entre les característiques que distingeixen el làser robí hi ha un alt grau de monocromaticitat, així com la coherència de la radiació. A més, alguns models proporcionen una concentració més gran d'energia lluminosa a l'espai, que és suficient per a la fusió termonuclear escalfant el plasma amb un feix.
Com el seu nom indica, ael medi actiu del làser és un cristall de robí, presentat en forma de cilindre. En aquest cas, els extrems de la vareta estan polits d'una manera especial. Perquè el làser de robí proporcioni la màxima energia de radiació possible, es processen els costats del cristall fins que s'aconsegueix una posició plana-paral·lela entre si. Al mateix temps, els extrems han de ser perpendiculars a l'eix de l'element. En alguns casos, els extrems, que actuen com a miralls d'alguna manera, també es cobreixen amb una pel·lícula dielèctrica o una capa de plata.
Dispositiu làser Rubí
El dispositiu inclou una cambra amb un ressonador, així com una font d'energia que excita els àtoms del cristall. Es pot utilitzar un llum de flaix de xenó com a activador de flaix. La font de llum es troba al llarg d'un eix del ressonador amb forma cilíndrica. A l' altre eix hi ha l'element robí. Per regla general, s'utilitzen varetes amb una longitud de 2 a 25 cm.
El ressonador dirigeix gairebé tota la llum de la làmpada al cristall. Cal tenir en compte que no totes les làmpades de xenó poden funcionar a temperatures elevades, que són necessàries per al bombeig òptic del cristall. Per aquest motiu, el dispositiu làser robí, que inclou fonts de llum de xenó, està dissenyat per a un funcionament continu, que també s'anomena polsat. Pel que fa a la vareta, normalment està feta de safir artificial, que es pot modificar en conseqüència per complir els requisits de rendiment perlàser.
Principi del làser
Quan el dispositiu s'activa en encendre la làmpada, es produeix un efecte d'inversió amb un augment del nivell d'ions crom al cristall, com a conseqüència del qual comença un augment d'allau en el nombre de fotons emesos. En aquest cas, s'observa retroalimentació al ressonador, que és proporcionada per superfícies de mirall als extrems de la vareta sòlida. Així és com es genera un flux dirigit de manera estreta.
La durada del pols, per regla general, no supera els 0,0001 s, que és més curta en comparació amb la durada d'un flaix de neó. L'energia del pols d'un làser robí és d'1 J. Com en el cas dels dispositius de gas, el principi de funcionament d'un làser robí també es basa en l'efecte de retroalimentació. Això vol dir que la intensitat del flux de llum comença a mantenir-se pels miralls que interactuen amb el ressonador òptic.
Modes làser
Molt sovint, s'utilitza un làser amb una vareta de robí en el mode de formació dels polsos esmentats amb un valor de mil·lisegon. Per aconseguir temps actius més llargs, les tecnologies augmenten l'energia de bombeig òptic. Això es fa mitjançant l'ús de potents llums de flaix. Atès que el camp de creixement del pols, a causa del temps de formació d'una càrrega elèctrica en una làmpada de flaix, es caracteritza per una planitud, el funcionament del làser robí comença amb cert retard en els moments en què el nombre d'elements actius supera el valors de llindar.
De vegades també n'hi hainterrupció de la generació d'impulsos. Aquests fenòmens s'observen a determinats intervals després d'una disminució dels indicadors de potència, és a dir, quan el potencial de potència cau per sota del valor llindar. El làser robí pot funcionar teòricament en mode continu, però aquest funcionament requereix l'ús de làmpades més potents en el disseny. De fet, en aquest cas, els desenvolupadors s'enfronten als mateixos problemes que quan es creen làsers de gas: la inadequació d'utilitzar una base d'elements amb característiques millorades i, com a resultat, limitar les capacitats del dispositiu.
Vistes
Els beneficis de l'efecte de retroalimentació són més pronunciats en làsers amb acoblament no ressonant. En aquests dissenys, també s'utilitza un element de dispersió, que permet irradiar un espectre de freqüència continu. També s'utilitza un làser robí Q-switched: el seu disseny inclou dues barres, refrigerades i sense refredar. La diferència de temperatura permet la formació de dos raigs làser, que estan separats per longitud d'ona en angstroms. Aquests feixos brillen a través d'una descàrrega polsada i l'angle format pels seus vectors difereix en un valor petit.
On s'utilitza el làser robí?
Aquests làsers es caracteritzen per una baixa eficiència, però es distingeixen per l'estabilitat tèrmica. Aquestes qualitats determinen les direccions d'ús pràctic dels làsers. Avui en dia s'utilitzen en la creació d'holografia, així com en indústries on es requereix realitzar operacionsperforar forats. Aquests dispositius també s'utilitzen en operacions de soldadura. Per exemple, en la fabricació de sistemes electrònics per al suport tècnic de comunicacions per satèl·lit. El làser robí també ha trobat el seu lloc a la medicina. L'aplicació de la tecnologia en aquesta indústria es deu novament a la possibilitat de processament d' alta precisió. Aquests làsers s'utilitzen com a reemplaçament dels bisturís estèrils i permeten operacions microquirúrgiques.
Conclusió
Un làser amb un medi actiu robí es va convertir en un moment en el primer sistema operatiu d'aquest tipus. Però amb el desenvolupament de dispositius alternatius amb farcits de gas i químics, es va fer evident que el seu rendiment té molts desavantatges. I això sense oblidar el fet que el làser robí és un dels més difícils pel que fa a la fabricació. A mesura que augmenten les seves propietats de treball, també augmenten els requisits dels elements que componen l'estructura. En conseqüència, el cost del dispositiu també augmenta. Tanmateix, el desenvolupament de models làser de cristall de robí té les seves pròpies raons, relacionades, entre altres coses, amb les qualitats úniques d'un medi actiu d'estat sòlid.
