Ushbu lazerlarni shartli ravishda alohida turga ajratish mumkin, chunki ular gaz yoki qattiq holatdagi lazerlarda bo'lgani kabi faol muhitni qo'zg'atish (nasos) uchun taxminan bir xil mexanizmdan foydalanadilar.
Lazerli diodlar nasos uchun ham ishlatiladi. Ushbu manbalar tolali telekommunikatsiya tizimlari uchun ishlab chiqilgan bo'lib, ular signal kuchaytirgichlari sifatida ishlatiladi. Tasavvur qiling-a, foydali lazer nurlanishi hosil bo'ladigan kristall bir necha o'nlab metrlarga cho'zilgan va kvarts tolasi ichida joylashgan diametri bir necha mikron bo'lgan tolali yadrodir. Diyotlarning nurlanishi silika tolasiga yo'naltiriladi va yadroning optik pompalanishi butun uzunligi bo'ylab sodir bo'ladi.
Qattiq holatdagi lazerlarda faol element sifatida lazer oynasidan foydalanish uzoq vaqtdan beri ma'lum. Kristallardan farqli o'laroq, lazer ko'zoynaklari tartibsiz ichki tuzilishga ega. Shisha hosil qiluvchi komponentlar SiO 2, B 2 O 3, P 2 O 5, BeF 2 bilan birga ular tarkibida Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, MgO, CaO, BaO, Al 2 O 3, Sb 2 mavjud. O 3 ... Neodimiy ionlari Nd 3+ ko'pincha faol aralashmalar bo'lib xizmat qiladi; gadoliniy Gd 3+, erbiy Er 3+, holmiy Ho 3+, iterbiy Yb 3+ ham ishlatiladi. Ko'zoynaklardagi Nd 3+ neodimiy ionlarining kontsentratsiyasi 6% ga (og'irlik bo'yicha) etadi.
Lazer ko'zoynaklarida faol zarralarning yuqori konsentratsiyasiga erishiladi. Bunday ko'zoynaklarning yana bir afzalligi - bu deyarli har qanday shakldagi va juda yuqori optik bir xillikdagi katta faol elementlarni ishlab chiqarish imkoniyati. Ko'zoynaklar platina yoki seramika tigellarda olinadi. Ko'zoynakni lazer materiallari sifatida ishlatishning kamchiliklari nisbatan keng lasing diapazoni (310 nm) va past issiqlik o'tkazuvchanligini o'z ichiga oladi, bu esa yuqori quvvatli optik nasos ostida tez issiqlikni olib tashlashni oldini oladi.
Elyaf lazerlari lazer diodli nurlanishni foydali nurlanishga aylantirish samaradorligi juda yuqori (80% gacha). Ularning ishlashini ta'minlash uchun havo sovutish etarli. Ushbu lazer manbalari raqamli plastinka yozish tizimlari uchun juda istiqbolli.
Shaklda. 3.22-rasmda yarimo'tkazgichli nasosli tolali lazerning ishlash diagrammasi va umuman, qayta ishlangan materialgacha bo'lgan butun optik yo'l ko'rsatilgan. Ushbu lazerning asosiy xususiyati shundaki, bu erda nurlanish diametri 400- ga teng bo'lgan silika tolasi ichida joylashgan ingichka, atigi 68 mkm diametrli tolada (yadro; masalan, faol muhit itterbiy bo'lishi mumkin) hosil bo'ladi. 600 mkm. Nasosi lazerli diodlarning nurlanishi kremniy tolasiga AOK qilinadi va uzunligi bir necha o'nlab metr bo'lgan butun murakkab kompozit tolalar bo'ylab tarqaladi.
3.22-rasm - Tolali lazerli optik tizim:
1 - ytterbium qo'shilgan yadro, diametri 6-8 mikron; 2 - kvarts tolasi, diametri 400-600 mikron; 3 - polimer qobig'i; 4 - tashqi himoya qoplamasi; 5 - optik nasosning lazerli diodlari; 6 - optik nasos tizimi; 7 - tolalar (40 m gacha); 8 - kollimator; 9 - yorug'lik modulyatori; 10 - fokusli optik tizim
Radiatsiya yadroni optik ravishda pompalaydi va aynan shu erda, ytterbium atomlarida, lazer nurlanishining paydo bo'lishiga olib keladigan jismoniy o'zgarishlar sodir bo'ladi. Yadrodagi tolaning uchlari yaqinida yadroning silindrsimon yuzasida (diffraktsiya panjaralari) bir qator chuqurchalar ko'rinishida ikkita difraksion nometall qilingan - tolali lazer bo'shlig'i shunday yaratiladi. Tolaning umumiy uzunligi va lazerli diodlar soni kerakli quvvat va samaradorlik asosida tanlanadi. Chiqish juda bir xil quvvat taqsimotiga ega bo'lgan ideal bir rejimli lazer nuridir, bu nurlanishni kichik nuqtaga yo'naltirish va yuqori quvvatli qattiq holatdagi Nd: YAG holatiga qaraganda ko'proq maydon chuqurligini olish imkonini beradi. lazerlar.
Shuni ham ta'kidlash kerakki, tolali lazer nurlanishining bir qator xususiyatlari, masalan, nurning polarizatsiyasi tabiati, bu nurlanishni akusto-optik qurilmalar yordamida boshqarishni qulay va ishonchli qiladi va ko'p nurlanishni amalga oshirishga imkon beradi. -nurli tasvirlarni yozib olish sxemalari.
Optik nasos tolaning butun uzunligi bo'ylab sodir bo'lganligi sababli, an'anaviy qattiq holatdagi lazerlarga xos bo'lgan kristalldagi termal linzalar, kristalning o'zida nuqsonlar tufayli to'lqin frontining buzilishi, nurning vaqtida beqarorligi, qattiq jismli tizimlarning maksimal imkoniyatlariga erishishga doimo to'sqinlik qilgan va hokazo. Biroq, tolali lazerning tuzilishi va ishlash tamoyillari yuqori ishlashni kafolatlaydi va bu qurilmalarni yorug'likni lazerga mukammal aylantiradi.
Lazer "yadrosi" atigi bir necha mikrometr qalinlikda va iterbiydan iborat va rezonator vazifasini bajaradi. Eng yaxshi sifatga 1110 nm radiatsiya to'lqin uzunligida erishish mumkin, optik tolali kabelning uzunligi esa 40 m ga yetishi mumkin.1 dan 100 Vt gacha quvvatga ega lazerlar tijorat maqsadida ishlab chiqariladi, samaradorligi taxminan 50% ni tashkil qiladi. Fiber lazerlar odatda maxsus sovutishni talab qilmaydi. Minimal o'lcham zamonaviy optik tolali lazerlardagi dog'lar taxminan 20 mikronni tashkil qiladi va tuzatish mexanizmlaridan foydalanganda uni 5 mikrongacha kamaytirish mumkin. Fokus chuqurligi 300 mikronni tashkil etadi, bu sizga avtofokus mexanizmisiz turli qalinlikdagi plastinka materiallari bilan muvaffaqiyatli ishlash imkonini beradi.
Tolali lazerlar deganda optik nasosli qattiq holatdagi lazerlar tushuniladi, ularning faol elementi lazer faollashtiruvchilari qo'shilgan optik tolali yo'riqnomadir. Elyaf tizimlari uchun eng istiqbollilari neodimiy ionlari bilan qo'shilgan tolalar asosidagi lazerlardir.Neodimiy ionlari spektral diapazonda joylashgan markaziy to'lqin uzunliklari mkm va mkm bo'lgan ikkita asosiy lazer chizig'iga ega, bu erda kremniy tolalarida yorug'likning yo'qolishi va tarqalishi minimaldir.
Guruch. 4.11. Qayta uzatish bo'limining uzunligi mkm uchun zaiflashgan pog'onali tola uchun ma'lumot uzatish tezligiga bog'liqligi:
1 - lazerli diod uchun (BC bo'limidagi xarakteristikaning pasayishi rejimlararo dispersiya tufayli) 2 - beto-emitent diod uchun (xarakteristikaning pasayishi bo'limdagi diodning keng spektri bilan bog'liq). , bo'limda - chastota reaktsiyasining pasayishiga qo'shimcha ravishda)
Neodimiy kuchaytirilishining spektral xarakteristikalari amalda tashqi sharoitlarga bog'liq emas, neodimiy ionlarining maksimal kuchaytirilishiga mos keladigan to'lqin uzunligining harorat siljishi teng, yarimo'tkazgichli muhit uchun esa bu parametr va bir rejimli.
Ushbu afzalliklarga va quyida ko'rsatilgandek, keng funksionallikka qaramay, tolali lazerlar hali tadqiqot bosqichini tark etmadi. Bu optik tolali tizimlarni yaratishda, ayniqsa, yarimo'tkazgich manbalarining asosiy afzalliklaridan biri hal qiluvchi rol o'ynaydigan juda oddiy tizimlarda joriy etilganlarda yaxshi rivojlangan yarimo'tkazgichli emitentlar yordamida ko'plab muammolar hal qilinganligi bilan izohlanadi. nasos oqimi bilan radiatsiya intensivligini to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya qilish imkoniyati. Qattiq holatdagi lazerlarda, xususan, neodimiy qo'shilgan media lazerlarida, nisbatan uzoq bo'ylama bo'shashish vaqti tufayli, nasos quvvatini o'zgartirish orqali radiatsiya intensivligini tezligini modulyatsiya qilish mutlaqo mumkin emas. Teskari populyatsiyani tezda "yoqish" mumkin emasligi to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya chastotalarini Hz qiymatlari bilan cheklaydi. Tolali tizimlarni, ayniqsa izchil qabul qilish va ko'p kanalli spektrli yaqin kelajakning istiqbolli tizimlarini ishlab chiqish
siqilish nafaqat generatorlar, balki yorug'lik kuchaytirgichlari sifatida ham qo'llanilishi mumkin bo'lgan tolali lazerlarning rivojlanishini rag'batlantiradi.
Mavjud tolali lazer dizaynlarini uch guruhga bo'lish mumkin. Birinchi guruhning tolali lazerlari katta uzunlikdagi bir nechta tolali to'plamlardan foydalanadi va impulsli gaz deşarj lampalari bilan kuchli pompalanadi. Bunday tuzilmalarda ijobiy teskari aloqa tolalar uchidan yorug'likning aks etishi va mikroblarda va bir hil bo'lmaganlarning orqaga tarqalishi tufayli hosil bo'ladi.
Guruch. 4.12. Elyaf lazer konstruktsiyalari a - so'nggi nasosli; b - kichik diametrli tolalar uchun ko'ndalang nasos bilan, to'g'ridan-to'g'ri o'lchagichga tolalarni yotqizish - chiqaradigan maydon - lazerli rezonator oynasi, nurlanish uchun shaffof, 13 - faol tola, 5 - rezonator oyna; 6 - optik elim, 8 - reflektor, 9 - shisha tsilindr, 10, 12 - radiatorlar; 11, 14 - LED chiziqlar
Chiroqni pompalash bir o'tishda yuqori yutuqlarga erishishga imkon beradi, ammo bu majburiy suyuqlik sovutish tizimlari va katta quvvat manbalaridan foydalanishni talab qiladi, bu esa kichik o'lchamli qurilmalarni yaratishni haqiqiy emas deb hisoblaydi. Bu ma'noda ma'lum istiqbollar gazni chiqaradigan mikrolampalardan foydalanishda bo'lishi mumkin. Chiroqli nasosli dizaynlarning afzalliklari ularni optik harakatlanuvchi to'lqin kuchaytirgichlari va etarlicha yuqori (~ 30-40 dB) daromadli regenerativ kuchaytirgichlar sifatida ishlatish imkoniyatini o'z ichiga oladi.
Ikkinchi guruh tolali lazerlarining konstruksiyalarida neodimiy ionlari bilan biriktirilgan qisqa uzunlikdagi monokristalli va shisha tolalar qo'llaniladi. Nasos tolaning uchi orqali yarimo'tkazgichli lazer yoki LED bilan amalga oshiriladi. Etarlicha yuqori nasos samaradorligiga GaAlAs yarimo'tkazgichli GVD manbasining emissiya spektrini markaziy to'lqin uzunligi taxminan bo'lgan neodimiyning intensiv yutilish chiziqlaridan biri bilan moslashtirish orqali erishiladi.
0,81 mikron. Ikkinchi guruhdagi tolali lazerlarning dizayni sxematik tarzda 2-rasmda ko'rsatilgan. 4.12, a. Faol muhitning kam daromadliligi tufayli lazer bo'shlig'i hosil bo'ladi
yuqori aks ettiruvchi dielektrik nometall. Bu neodimiy-ittriy alyuminiy granatasi va neodimiy shisha kvarts tolalaridan tayyorlangan monokristalli tolali lazerlarning dizayni. Kristall tolada kripton lazer bilan pompalanadigan va yoqut tolasida argon lazer bilan pompalanadigan so'nggi nasoslar haqida xabarlar mavjud.Eng yaxshi natijalar 0,5 sm uzunlikdagi va 80 mkm diametrli tolali geometriyaga ega kristall yordamida olingan. . Tashqi bo'shliq (Fig.4.12, a) dielektrik qoplamali nometalllardan tashkil topgan bo'lib, ulardan biri mkm bilan lazer nurlanishi uchun ko'zgu koeffitsienti va faqat nasos nurlanishi uchun aks ettirilgan lazer nurlanishi uchun bir xil yuqori ko'zgu koeffitsienti bilan ikkinchi oyna. nasos yorug'ligi etarlicha yaxshi Ko'zgular deyarli tolaning uchlariga yaqin joylashgan edi. Nasos diametri 85 mm bo'lgan yorug'lik maydoni bo'lgan sirt LED tomonidan amalga oshirildi. Pompa quvvati chegarasi edi
Ushbu dizayndagi tolali lazerlarning asosiy afzalliklari kam quvvat iste'moli va o'lchamlari... Asosiy kamchiliklar: oxirgi nasos sxemasi uzunligi 1 sm dan ortiq bo'lgan tolali qismlardan foydalanishga ruxsat bermaydi, bu esa chiqish quvvatini cheklaydi. Bundan tashqari, ushbu lazerlarni ishlab chiqarish va tekislash texnologiyasi murakkab va uchlaridan birida nasosli LEDning mavjudligi lazerni optik signallar uchun kuchaytirgich sifatida ishlatishni murakkablashtiradi.
Ko'p burilishli tolali lazerlar ko'ndalang LED chiziqlari bilan pompalanadi Yarimo'tkazgichli emitentlardan nasos manbalari sifatida foydalanish bunday tizimlarni juda kichik hajmda qiladi, ko'ndalang nasos sxemasidan foydalanish va uzun tolalar uzunligi bir o'tishda etarlicha katta daromad olish imkonini beradi. Ko'ndalang nasos sxemasida optik tolalarning diametri kichik bo'lganligi sababli, ion konsentratsiyasi yuqori bo'lgan neodimiy va shunga mos ravishda nasos nurining yuqori yutilish koeffitsientiga ega bo'lgan shisha tolalardan foydalanish samaralidir.Bu xususiyatlarga neodimiy ultrafosfatlardan tayyorlangan tolalar ega. . mening yo'llarimda. Shunday qilib, tolaning bir qismi diametri taxminan 1 mm bo'lgan shisha tsilindrdan qayta-qayta tortiladi (4.12-rasm, b), uning tashqi yuzasida aks ettiruvchi qoplama qo'llaniladi.
nasos nurlanishidan foydalanish samaradorligini oshirish. Bu usul kichik tashqi diametri (mkm) bo'lgan tolalar uchun afzaldir. Kattaroq diametrli tolalar LED lasanning o'lchagichiga yotqizilishi mumkin (4.12-rasm, s). Ikkala dizayn ham harakatlanuvchi to'lqinli optik kuchaytirgich sifatida ishlatilishi mumkin, tolaning uchlaridan biri kuchaytirgichning kirish qismi, ikkinchisi esa chiqishdir. Ko'zgu qoplamalarining tolalar uchlarida cho'kishi Fabry - Perot tolasi rezonatori bilan lasing imkonini beradi.
Faol optik tolalardagi lazer jarayonlarining o'ziga xos xususiyatlari ijobiy teskari aloqa bo'lmaganda o'ziga xos lasing mavjudligi bilan belgilanadi.
Guruch. 4.13. Elyaf yorug'lik yo'riqnomasi: a - faol yadro va passiv qoplama bilan; b - passiv yadro va faol qoplama bilan (2)
Bu tolali lazerlar va ommaviy faol elementlarga asoslangan lazerlar o'rtasidagi asosiy farq. Yarimo'tkazgichli LEDlarda superlyuminesans rejimiga yaqin bo'lgan ushbu jarayonning mohiyatini aniqlashtirish uchun teskari populyatsiya yaratilgan tolaning ma'lum bir elementar qismini ko'rib chiqaylik (4.13-rasm, a). O'z-o'zidan emissiya barcha yo'nalishlarda bir xil darajada yuzaga keladi, ammo tolalar bilan umumiy o'qga ega bo'lgan va 20 diafragma burchagi bilan belgilanadigan ikkita burchak konuslarida to'plangan nurlanish yadroni tark etmaydi. Bu yerda
o'z navbatida yadro va qoplamaning sindirish ko'rsatkichlari qayerda.Bu nurlanish tolaning tabiiy tebranishlarini (rejimlarini) qo'zg'atadi, ular tola bo'ylab o'ngga va chapga tarqalish paytida qo'zg'atilgan nurlanish bilan kuchayadi (4.13-rasm, a). Xuddi shu holat faol tola yadrosining boshqa har qanday elementar bo'limida kuzatiladi. Bunday tolali yorug'lik manbasining chiqishida radiatsiya divergensiyasi taxminan tolaning raqamli teshigi bilan aniqlanadi.
Faol tolada bir-biriga qarab tarqalayotgan yorug'lik to'lqinlarining intensivligi daromadni to'yingan qiymatdan ancha past bo'lsa, tolaning turli rejimlari tomonidan olib boriladigan energiyalar ham mustaqil bo'lgani kabi, qarama-qarshi tarqaladigan to'lqinlar ham mustaqildir. Bunday sharoitda rag'batlantirilgan emissiya tufayli spontan emissiyaning kuchayishi lazer kuchaytirgichining to'yingan holda va o'z-o'zidan chiqarishni hisobga olgan holda taniqli tenglamalari bilan tavsiflanadi. Uzunlikdagi (4.13-rasm, a) tolaning faol kesimining chiqishida bir rejimda nurlanishning spektral quvvat zichligi tengdir.
Mana Plank doimiysi; - yorug'lik tebranishlarining chastotasi; - yuqori va quyi lazer darajalari populyatsiyalari; - uzunlik birligiga to'g'ri keladigan daromad, bu erda majburiy o'tish uchun Eynshteyn koeffitsienti; - spektral o'sish chizig'ining normalangan shakli; c - yorug'lik tezligi. Maksimal ishlab chiqarilgan quvvat tolaning uzunligi yoki rezonator lazerlarda bo'lgani kabi, to'yinganlik bilan cheklanishi mumkin. Tabiiyki, kuchaytirish jarayonida chiziq markazidagi spektral komponentlar ko'proq kuchayganligi sababli lasing spektri luminesans spektriga nisbatan torayadi. Spektrning kengligi daromad va shakl bilan belgilanadi va radiatsiya spektri rezonator yo'qligi sababli uzluksizdir.
Maxsus yorug'lik qo'llanmasi ko'rib chiqildi lazer jarayoni uchta muhim jihati bor.
1. Faol tola optik rezonatorsiz yorug'lik manbai sifatida ishlatilishi mumkin.
2. Rezonator bilan an'anaviy sxema bo'yicha tolali lazerlarni yaratishda hisobga olish kerakki, ko'rib chiqilayotgan jarayon bir o'tishda to'yinganlikka olib kelishi mumkin, buning natijasida teskari aloqa ma'nosiz bo'ladi. Bunday holda, va qiymatlari daromadni to'ldiradigan qiymatdan uzoq bo'lishi uchun tanlanishi kerak.
3. Optik tolali kuchaytirgichlarda bu jarayon natijasida yorug'lik hosil bo'lishi shovqinning asosiy manbai hisoblanadi. Kuchaytirgichning kirishida qayta hisoblangan bir rejimdagi shovqinning quvvat spektral zichligi formula (4.12) ga teng.
Neodimiy lazer sathining sxemasi bo'lgan to'rt darajali tizimda, odatda, yuqori daromadlarda.
Ommaviy kuchaytirgichlarda kuchaytirilgan o'z-o'zidan emissiya shovqini uzoq vaqtdan beri muqarrar deb hisoblangan (masalan, ish, qarang); ammo, tolali kuchaytirgichlarda, rasmda ko'rsatilgan toladan foydalanganda uning darajasini sezilarli darajada kamaytirish mumkin. 4.13, 6. Yagona rejimli tola, uning yadrosi sindirish ko'rsatkichini oshiradigan qo'shimchali silika shishasidan yasalgan, masalan, neodimiy ionlari bilan qoplangan shishadan yasalgan qoplamaga ega. Qoplamada teskari populyatsiyani yaratish samarali daromad bilan asosiy rejimning kuchayishiga olib keladi.
qobiqdagi daromad qayerda; qoplamada tarqaladigan yadro rejimining kuchining bir qismi; P - bu rejim tomonidan olib boriladigan umumiy quvvat. Elyaf parametri 0,6 dan 2,4048 gacha o'zgarganda nisbat 0,99 dan 0,1 gacha o'zgaradi. Yadro o'z maydonini o'ziga yaqin joylashtirib, asosiy rejimni samarali boshqara boshlaganida, ikkinchi rejim hayajonlanadi. Formula, radiatsiya yo'qotishlari sodir bo'ladigan qoplamali tolaning zaiflashuv koeffitsientini ifodalash bilan bir xil tarzda olinadi, sifati tolaga qaraganda past bo'ladi. Birinchisining muhim kamchiliklari qozonish chizig'ining haroratning beqarorligi (mkm uchun), planar kuchaytirgich tolasi bilan bir rejimli optik tolalarni ulashda sezilarli yo'qotishlar va shovqin kuchining yuqori darajasi - superlyuminesans nurlanishi.
Tolali lazerlar optik tolali kabellarning yangi turlarini yaratish imkoniyatlarini ochadi. Optik tola bo'lgan sezgir element bu erda tolali halqaning yoki lazerning chiziqli rezonatorining bir qismidir.
Guruch. 4.14. Tarqalgan qayta aloqa (a) va Bragg oynalari (b) bilan bir chastotali tolali lazerlar: 1 - faol yadro; 2 - davriy tuzilishga ega qobiq
Tashqi omillar ta'sirida optik tebranishlar fazasining o'zgarishi lazerlarda turli xil rejimlarning hosil bo'lish chastotalarining o'zgarishiga olib keladi. Tashqi ta'sirlar to'g'risidagi ma'lumotlar intermode urish chastotasining o'zgarishida mavjud. Elyafning uchlarini yoki ularning ajraladigan ulanishini payvandlash orqali amalga oshiriladigan halqali rezonatorli tolali lazer asosida kichik o'lchamdagi lazerli tolali giroskopni yaratish juda oddiy.
Barqaror yagona chastotali tolali lazerlar taqsimlangan geribildirim yoki taqsimlangan Bragg aksi bilan ishlab chiqilishi mumkin. Buning uchun tolaning ma'lum bo'limlarida quyida tavsiflanadigan usullardan birida tolani aks ettiruvchi spektral filtr yaratiladi (4.8-bo'limga qarang) (4.14-rasm). Bunday manbalar FOS bosqichida ishlatilishi mumkin.
Superlyuminestsent tolali lazerlardan foydalanish passiv tolali giroskoplarning dizaynini soddalashtirish va ommaviy elementlarning mavjudligi natijasida yuzaga keladigan shovqin darajasini pasaytirish orqali ularning sezgirligini oshirish imkonini beradi. Halqali interferometrlarda, giroskoplarda shovqin darajasi manba nurlanishining kogerent uzunligi va hajm elementlari sonining kamayishi bilan kamayadi (3.6-bo'limga qarang). Elyaf manbasida radiatsiyaning kogerentlik uzunligi aylanish va o'zaro bo'lmagan ta'sirlar tufayli interferometrning qarshi tarqaladigan to'lqinlarining yo'l farqidan kattaroq bo'lishiga erishish oson. Superlyuminestsent tolali lazerlar nm spektral kengligi va etarlicha yuqori impuls kuchiga ega Bunday manba
standart ulagichlar yordamida tolali halqa interferometriga ulanadi.
Elyaf lazerlari ixcham va mustahkam bo'lib, aniq nishonga oladi va issiqlik energiyasini osongina tarqatadi. Ular har xil turdagi va boshqa turdagi optik kvant generatorlari bilan ko'p umumiyliklarga ega bo'lib, o'ziga xos afzalliklarga ega.
Elyaf lazerlari: ular qanday ishlaydi
Ushbu turdagi qurilmalar novda, plastinka yoki diskdan ko'ra optik tolali ishchi muhitga ega bo'lgan standart qattiq holatdagi kogerent nurlanish manbasining o'zgarishidir. Yorug'lik tolaning markazida joylashgan dopant tomonidan ishlab chiqariladi. Asosiy tuzilma oddiydan juda murakkabgacha bo'lishi mumkin. Ytterbium tolasi lazerining dizayni shundayki, tola katta sirt-hajm nisbatiga ega, shuning uchun issiqlik nisbatan osonlik bilan tarqalishi mumkin.
Elyaf lazerlari optik ravishda pompalanadi, ko'pincha diodli kvant generatorlari bilan, lekin ba'zi hollarda bir xil manbalar bilan. Ushbu tizimlarda ishlatiladigan optika odatda tolali komponentlar bo'lib, ularning aksariyati yoki barchasi bir-biriga bog'langan. Ba'zi hollarda volumetrik optika ishlatiladi, ba'zan esa ichki optik tolali tizim tashqi volumetrik optika bilan birlashtiriladi.
Diyot nasos manbai diyot, massiv yoki bir nechta alohida diodlar bo'lishi mumkin, ularning har biri optik tolali yorug'lik yo'riqnomasi orqali ulagichga ulanadi. Doplangan tolaning har ikki uchida bo'shliq oynasi bor - amalda tolada Bragg panjaralari tayyorlanadi. Chiqish nuri toladan boshqa narsaga kirmasa, uchlarida ommaviy optika yo'q. Elyafni burish mumkin, agar so'ralsa, lazer bo'shlig'i bir necha metr uzunlikda bo'lishi mumkin.
Ikki yadroli struktura
Elyaf lazerlarida ishlatiladigan tolaning tuzilishi muhim ahamiyatga ega. Eng keng tarqalgan geometriya ikki yadroli strukturadir. Dorilanmagan tashqi yadro (ba'zan ichki qoplama deb ataladi) pompalanadigan nurni to'playdi va uni tola bo'ylab yo'naltiradi. Tolada hosil bo'lgan stimulyatsiya qilingan nurlanish ko'pincha bitta rejimli bo'lgan ichki yadrodan o'tadi. Ichki yadroda nasosli yorug'lik nurlari bilan qo'zg'atilgan iterbiy qo'shimchasi mavjud. Tashqi yadroning ko'plab dumaloq bo'lmagan shakllari mavjud, ular orasida olti burchakli, D shaklidagi va to'rtburchaklar mavjud bo'lib, ular markaziy yadrodan yorug'lik nurlarining yo'qolishi ehtimolini kamaytiradi.
Elyaf lazeri so'nggi pompalanadigan yoki yon tomondan pompalanadigan bo'lishi mumkin. Birinchi holda, bir yoki bir nechta manbalardan yorug'lik tolaning oxiriga kiradi. Yanal nasos bilan yorug'lik ajratgichga beriladi, bu esa uni tashqi yadroga oziqlantiradi. Bu novda lazeridan farqli o'laroq, yorug'lik o'qga perpendikulyar yo'naltiriladi.
Ushbu yechim juda ko'p dizaynni ishlab chiqishni talab qiladi. Ichki yadroda rag'batlantirilgan emissiyaga olib keladigan populyatsiya inversiyasini hosil qilish uchun faol zonaga nasos nurini kiritishga katta e'tibor beriladi. Lazer yadrosi tolali dopingga va uning uzunligiga qarab turli xil daromadlarga ega bo'lishi mumkin. Ushbu omillar dizayn muhandisi tomonidan kerakli parametrlarni olish uchun o'rnatiladi.
Quvvat cheklovlari paydo bo'lishi mumkin, ayniqsa, bitta rejimli tolada ishlaganda. Bunday yadro juda kichik kesma maydoniga ega va natijada u orqali juda yuqori intensivlikdagi yorug'lik o'tadi. Bunday holda, Brillouinning chiziqli bo'lmagan tarqalishi tobora ko'proq seziladi, bu esa chiqish quvvatini bir necha ming vattgacha cheklaydi. Chiqish signali etarlicha yuqori bo'lsa, tolaning uchi shikastlangan bo'lishi mumkin.
Tolali lazerlarning xususiyatlari
Elyafni ishchi vosita sifatida ishlatish diodli nasos bilan yaxshi ishlaydigan uzoq o'zaro ta'sir uzunligini beradi. Ushbu geometriya yuqori fotonlarni konvertatsiya qilish samaradorligini, shuningdek, sozlash yoki tekislash uchun diskret optikani yo'q qiladigan mustahkam va ixcham dizaynga olib keladi.
Qurilmasi yaxshi moslashishga imkon beradigan tolali lazer qalin metall plitalarni payvandlash uchun ham, femtosekund impulslarini olish uchun ham moslashtirilishi mumkin. Optik tolali kuchaytirgichlar bir martalik kuchaytirgichni ta'minlaydi va telekommunikatsiyalarda qo'llaniladi, chunki ular bir vaqtning o'zida bir nechta to'lqin uzunliklarini kuchaytirishga qodir. Xuddi shu daromad asosiy osilator quvvat kuchaytirgichlarida qo'llaniladi. Ba'zi hollarda kuchaytirgich uzluksiz to'lqinli lazer bilan ishlashi mumkin.
Yana bir misol - tolali kuchaytirilgan spontan emissiya manbalari bo'lib, unda stimulyatsiya qilingan emissiya bostiriladi. Yana bir misol - to'lqin uzunligini sezilarli darajada o'zgartiradigan kombinatsiyalangan tarqalish kuchaytirgichli Raman tolali lazer. U ilovani topdi ilmiy tadqiqot bu erda ftoridli shisha tolalar standart silika tolalari emas, balki kombinatsiyani ishlab chiqarish va kuchaytirish uchun ishlatiladi.
Biroq, odatda, tolalar yadrodagi noyob tuproq qo'shimchasidan tayyorlanadi. Asosiy qo'shimchalar iterbiy va erbiydir. Ytterbium 1030 dan 1080 nm gacha to'lqin uzunligiga ega va kengroq diapazonda chiqarishi mumkin. 940nm diodli nasosdan foydalanish foton tanqisligini sezilarli darajada kamaytiradi. Ytterbium neodimiyning yuqori zichlikdagi o'z-o'zini o'chirish effektlariga ega emas, shuning uchun ikkinchisi ommaviy lazerlarda va iterbiy tolali lazerlarda qo'llaniladi (ular ikkalasi ham taxminan bir xil to'lqin uzunligini ta'minlaydi).
Erbium 1530-1620 nm ko'z uchun xavfsiz diapazonda chiqaradi. 780 nm da yorug'lik hosil qilish uchun chastotani ikki baravar oshirish mumkin, bu boshqa turdagi tolali lazerlarda mavjud emas. Nihoyat, iterbiy erbiyga shunday qo'shilishi mumkinki, element nasos nurlanishini o'zlashtiradi va bu energiyani erbiyga o'tkazadi. Tuliy - bu ko'zlar uchun zararsiz bo'lgan yana bir yaqin infraqizil nurli dopant.
Yuqori samaradorlik
Tolali lazer kvazi-uch darajali tizimdir. Nasosli foton asosiy holatdan yuqori darajaga o'tishni qo'zg'atadi. Lazerli o'tish - bu yuqori sathning eng past qismidan bo'lingan zamin holatlaridan biriga o'tish. Bu juda samarali: masalan, 940 nm nasosli fotonga ega itterbiy 1030 nm to'lqin uzunligi va atigi 9% kvant nuqsoni (energiya yo'qolishi) bo'lgan foton chiqaradi.
Aksincha, 808 nm da pompalanadigan neodimiy energiyaning taxminan 24% ni yo'qotadi. Shunday qilib, iterbiy o'z tabiatiga ko'ra yuqori samaradorlikka ega, ammo ba'zi fotonlarning yo'qolishi tufayli hammasiga erishib bo'lmaydi. Yb bir qancha chastota diapazonlarida va erbiumda 1480 yoki 980 nm da pompalanishi mumkin. Yuqori chastota foton nuqsoni nuqtai nazaridan unchalik samarali emas, lekin bu holatda ham foydalidir, chunki 980 nm da yaxshiroq manbalar mavjud.
Umuman olganda, tolali lazerning samaradorligi ikki bosqichli jarayonning natijasidir. Birinchisi, nasos diodining samaradorligi. Kogerent nurlanishning yarimo'tkazgichli manbalari juda samarali bo'lib, elektr signalini optikaga aylantirishda 50% samaradorlikka ega. Laboratoriya natijalari 70% yoki undan ortiq qiymatga erishish mumkinligini ko'rsatadi. Chiqish nurlanishi tolali lazerning assimilyatsiya chizig'iga to'liq mos kelganda, nasosning yuqori samaradorligiga erishiladi.
Ikkinchidan, bu optik-optik konvertatsiya samaradorligi. Fotonlarning kichik nuqsoni bilan 60-70% optik-optik konversiya samaradorligi bilan yuqori darajada qo'zg'alish va ekstraktsiya samaradorligiga erishish mumkin. Olingan samaradorlik 25-35% oralig'ida.
Har xil konfiguratsiyalar
CW optik tolali kvant generatorlari bitta yoki ko'p rejimli bo'lishi mumkin (ko'ndalang rejimlar uchun). Yagona rejimda ishlaydigan yoki atmosfera orqali nur yuboradigan materiallar uchun yuqori sifatli nur ishlab chiqaradi, multimodli sanoat tolali lazerlar esa yuqori quvvat ishlab chiqarishi mumkin. U kesish va payvandlash uchun, xususan, issiqlik bilan ishlov berish uchun ishlatiladi, bu erda katta maydon yoritiladi.
Uzoq impulsli tolali lazer, asosan, odatda millisekundlik turdagi impulslarni ishlab chiqaradigan kvazi-CW qurilmasi. Odatda, uning ish aylanishi 10% ni tashkil qiladi. Bu, masalan, impulsli burg'ulash uchun ishlatiladigan uzluksiz rejimga qaraganda (odatda o'n barobar ko'p) yuqori cho'qqi quvvatiga olib keladi. Chastota davomiyligiga qarab 500 Gts gacha bo'lishi mumkin.
Tolali lazerlardagi Q-switching, ommaviy lazerlarda bo'lgani kabi ishlaydi. Odatda impuls kengliklari nanosoniyadan mikrosekundgacha o'zgarib turadi. Elyaf qancha uzun bo'lsa, chiqishni Q-o'zgartirish uchun qancha vaqt kerak bo'ladi, natijada puls uzoqroq bo'ladi.
Elyafning xossalari Q-kommutatsiyasiga ba'zi cheklovlar qo'yadi. Tolali lazerning chiziqli bo'lmasligi yadroning kichik tasavvurlar maydoni tufayli muhimroqdir, shuning uchun maksimal quvvat biroz cheklangan bo'lishi kerak. Yuqori unumdorlikni beruvchi hajmli Q kalitlari yoki faol qismning uchlariga ulangan tolali modulyatorlardan foydalanish mumkin.
Q-switched impulslar tolali yoki rezonansli bo'shliqda kuchaytirilishi mumkin. Ikkinchisiga misolni Milliy yadroviy sinovlarni simulyatsiya qilish zavodida (NIF, Livermor, Kaliforniya) topish mumkin, bu erda iterbiy tolali lazer 192 nur uchun asosiy osilator hisoblanadi. Katta dopingli shisha plitalardagi kichik impulslar megajoullarga kuchaytiriladi.
Qulflangan tolali lazerlar uchun takrorlash tezligi, boshqa rejimni blokirovkalash sxemalarida bo'lgani kabi, daromad materialining uzunligiga bog'liq va pulsning davomiyligi daromadning tarmoqli kengligiga bog'liq. Eng qisqasi 50 fs diapazonida, eng keng tarqalgani esa 100 fs oralig'ida.
Erbiy va ytterbium tolalari o'rtasida muhim farq bor va natijada ular turli xil dispersiya rejimlarida ishlaydi. Erbiy qo'shilgan tolalar anomal dispersiya hududida 1550 nm da chiqaradi. Bu solitonlar ishlab chiqarish imkonini beradi. Ytterbium tolalari musbat yoki normal dispersiya mintaqasida; natijada ular aniq chiziqli modulyatsiya chastotasi bilan impulslarni hosil qiladi. Natijada, zarba uzunligini siqish uchun Bragg panjarasi kerak bo'lishi mumkin.
Tolali lazer impulslarini o'zgartirishning bir necha yo'li mavjud, ayniqsa ultra tez pikosoniya tadqiqotlari uchun. Fotonik kristall tolalar kuchli chiziqli bo'lmagan effektlarni yaratish uchun juda kichik yadrolar bilan ishlab chiqarilishi mumkin, masalan, superkontinuum hosil bo'lishi. Aksincha, fotonik kristallar yuqori quvvatlarda chiziqli bo'lmagan ta'sirlardan qochish uchun juda katta bitta rejimli yadrolar bilan ham ishlab chiqarilishi mumkin.
Moslashuvchan yirik yadroli fotonik kristall tolalar yuqori quvvatli ilovalar uchun mo'ljallangan. Bitta hiyla - bu faqat asosiy ko'ndalang rejimni saqlab, istalgan yuqori tartibli rejimlarni yo'q qilish uchun tolani ataylab egishdir. Chiziqli bo'lmaganlik garmoniklarni hosil qiladi; chastotalarni ayirish va qo'shish orqali siz qisqaroq va uzunroq to'lqinlarni yaratishingiz mumkin. Chiziqli bo'lmagan effektlar, shuningdek, impulsning siqilishini keltirib chiqarishi mumkin, natijada chastota taroqlari paydo bo'ladi.
Supercontinuum manbai sifatida juda qisqa impulslar o'z-o'zidan fazali modulyatsiya yordamida keng uzluksiz spektrni hosil qiladi. Misol uchun, iterbiy tolali lazer tomonidan ishlab chiqarilgan 1050 nm da dastlabki 6 ps impulslar ultrabinafshadan 1600 nm gacha bo'lgan spektrni hosil qiladi. Boshqa infraqizil supercontinuum manbai 1550 nm to'lqin uzunligidagi erbium manbai tomonidan pompalanadi.
Yuqori quvvat
Sanoat hozirda tolali lazerlarning eng yirik iste'molchisi hisoblanadi. Avtomobil sanoatida qo'llaniladigan kilovatt quvvati hozirda katta talabga ega. Avtomobil sanoati chidamlilik talablariga javob beradigan va yoqilg'i tejamkorligi uchun nisbatan engil bo'lishi uchun yuqori quvvatli po'latdan yasalgan transport vositalarini ishlab chiqarishga intilmoqda. An'anaviy dastgohlar uchun, masalan, bu turdagi po'latdan teshik ochish juda qiyin va kogerent nurlanish manbalari buni osonlashtiradi.
Metalllarni tolali lazer bilan kesish boshqa turdagi kvant generatorlariga nisbatan bir qator afzalliklarga ega. Misol uchun, yaqin infraqizil to'lqin uzunligi diapazoni metallar tomonidan yaxshi so'riladi. Nur tola bo'ylab uzatilishi mumkin, bu robotga kesish va burg'ulash paytida diqqatni osongina siljitish imkonini beradi.
Optik tolali eng yuqori quvvat talablariga javob beradi. 2014-yilda sinovdan o‘tkazilgan AQSh harbiy-dengiz kuchlarining quroli bitta nurga birlashtirilgan va shakllantiruvchi optik tizim orqali chiqaradigan 6 tolali 5,5 kVt lazerlardan iborat. Urish uchun 33 kVt quvvatli blokdan foydalanildi.Garchi nur bir rejimli bo'lmasa-da, tizim qiziqish uyg'otadi, chunki u standart, tayyor komponentlardan o'zingiz tolali lazer yaratish imkonini beradi.
IPG Photonics yagona rejimli kogerent nurlanish manbasining eng yuqori quvvati 10 kVtni tashkil qiladi. Asosiy osilator bir kilovatt optik quvvat ishlab chiqaradi, u kuchaytirgich bosqichiga yuboriladi, boshqa tolali lazerlarning yorug'ligi bilan 1018 nm da pompalanadi. Butun tizim taxminan ikkita muzlatgichning o'lchamiga ega.
Elyaf lazerlaridan foydalanish yuqori quvvatli kesish va payvandlash uchun ham kengaytirildi. Masalan, ular po'lat po'latdan yasalgan qarshilik payvandlashni almashtirdilar, materialning deformatsiyasi muammosini hal qildilar. Quvvat va boshqa parametrlarni nazorat qilish egri chiziqlarni, ayniqsa burchaklarni juda aniq kesish imkonini beradi.
Eng kuchli multimodli tolali lazer - xuddi shu ishlab chiqaruvchining metall kesish mashinasi - 100 kVt ga etadi. Tizim uyg'un bo'lmagan nurning kombinatsiyasiga asoslangan, shuning uchun u ultra yuqori sifatli nur emas. Ushbu chidamlilik tolali lazerlarni sanoat uchun jozibador qiladi.
Betonni burg'ulash
4 kVt quvvatga ega multimodli tolali lazer betonni kesish va burg'ulash uchun ishlatilishi mumkin. Bu nima uchun kerak? Muhandislar mavjud binolarda zilzilaga chidamliligiga erishishga harakat qilganda, ular beton bilan juda ehtiyot bo'lishlari kerak. Unga o'rnatilganda, masalan, po'lat panjaralar, an'anaviy bolg'acha burg'ulash betonni yorilishi va zaiflashtirishi mumkin, ammo tolali lazerlar uni maydalamasdan kesib tashlaydi.
Q-switchli tolali kvant osilatorlari, masalan, markalash yoki yarimo'tkazgichli elektronika ishlab chiqarishda ishlatiladi. Ular, shuningdek, masofa o'lchagichlarda ham qo'llaniladi: qo'lda o'lchamdagi modullarda 4 kVt quvvatga ega, 50 kHz chastotali va 5-15 ns impuls davomiyligi bo'lgan ko'z uchun xavfsiz tolali lazerlar mavjud.
Yuzaki ishlov berish
Mikro va nano-qayta ishlash uchun kichik tolali lazerlarga katta qiziqish bor. Sirt qatlamini olib tashlashda, impulsning davomiyligi 35 ps dan qisqa bo'lsa, hech qanday materialning chayqalishi yo'q. Bu tushkunlik va boshqa kiruvchi artefaktlarning shakllanishini yo'q qiladi. Femtosekund impulslari to'lqin uzunligiga sezgir bo'lmagan chiziqli bo'lmagan effektlarni keltirib chiqaradi va atrofdagi hududni isitmaydi, bu esa atrofdagi hududni sezilarli darajada shikastlanmasdan yoki zaiflashtirmasdan ishlashga imkon beradi. Bunga qo'shimcha ravishda, teshiklarni katta chuqurlik va kenglik nisbatlarida kesish mumkin - masalan, 800 fs 1 MGts impulslar yordamida 1 mm zanglamaydigan po'latdan kichik teshiklarni tezda (bir necha millisekundlarda) teshib qo'ying.
Inson ko'zlari kabi shaffof materiallar ham sirt bilan ishlov berilishi mumkin. Ko'z mikrojarrohligida qopqoqni kesish uchun femtosekund impulslari yuqori diafragma linzalari tomonidan ko'zning sirtidan pastda joylashgan nuqtada mahkam yo'naltiriladi, bu sirtga hech qanday zarar etkazmaydi, lekin boshqariladigan chuqurlikda ko'z materialini yo'q qiladi. Ko'rish uchun zarur bo'lgan shox pardaning silliq yuzasi butunligicha qoladi. Pastki qismdan ajratilgan qopqoq, keyin yuzaki eksimer lazer linzalarini shakllantirish uchun tortilishi mumkin. Boshqa tibbiy ilovalar dermatologiyada sayoz penetratsion jarrohlik, shuningdek, optik kogerent tomografiyaning ayrim turlarida foydalanishni o'z ichiga oladi.
Femtosoniyali lazerlar
Femtosekund kvant generatorlari ilm-fanda lazerli parchalanish bilan qo'zg'atuvchi spektroskopiya, vaqt bilan aniqlangan floresan spektroskopiya, shuningdek, umumiy materiallarni tadqiq qilish uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, ular metrologiya va umumiy tadqiqotlarda zarur bo'lgan femtosekund chastotali taroqlarni ishlab chiqarish uchun talab qilinadi. Qisqa muddatda haqiqiy ilovalardan biri yangi avlod GPS sun'iy yo'ldoshlari uchun atom soatlari bo'ladi, bu esa joylashishni aniqlashning aniqligini oshiradi.
Yagona chastotali tolali lazer spektral chiziq kengligi 1 kHz dan kam bo'lgan holda ishlab chiqariladi. Bu chiqish quvvati 10 mVt dan 1 Vt gacha bo'lgan ta'sirchan kichik qurilma. Aloqa, metrologiya (masalan, tolali giroskoplarda) va spektroskopiya sohasidagi ilovalarni topadi.
Keyin nima?
Boshqa tadqiqot dasturlari uchun yana ko'p narsalar o'rganilmoqda. Misol uchun, boshqa sohalarda qo'llanilishi mumkin bo'lgan harbiy ishlanma kogerent yoki spektral kombinatsiyadan foydalangan holda bitta yuqori sifatli nurni ishlab chiqarish uchun tolali lazer nurlarini birlashtirishdir. Natijada, bitta rejimli nurda yuqori quvvatga erishiladi.
Tolali lazerlarni ishlab chiqarish, ayniqsa, avtomobilsozlik sanoati ehtiyojlari uchun tez sur'atlar bilan o'sib bormoqda. Tolali bo'lmagan qurilmalar ham tolali qurilmalarga almashtirilmoqda. Xarajat va ishlashning umumiy yaxshilanishiga qo'shimcha ravishda, tobora ko'proq amaliy femtosekundli kvant osilatorlari va superkontinuum manbalari paydo bo'lmoqda. Elyaf lazerlari tobora ko'proq o'rin egallaydi va boshqa turdagi lazerlarni yaxshilash manbai bo'lib bormoqda.
Tolali lazer to'liq yoki qisman optik tolali amalga oshiriladigan lazer bo'lib, unda kuchaytiruvchi vosita va ba'zi hollarda rezonator optik toladan qilingan.
Tolali lazer - bu to'liq yoki qisman optik tolali amalga oshirilgan lazer, qaerdan optik tola a kuchaytiruvchi vosita va ba'zi hollarda rezonator amalga oshiriladi. Elyafni amalga oshirish darajasiga qarab, lazer to'liq tolali (faol muhit va rezonator) yoki diskret tolali (faqat tolali rezonator yoki boshqa elementlar) bo'lishi mumkin.
Elyaf lazerlari doimiy, shuningdek nano- va femtosekundli impulsli impulslarda ishlashi mumkin.
Dizayn lazer ular ishining o'ziga xos xususiyatlariga bog'liq. Rezonator Fabry-Perot tizimi yoki halqali rezonator bo'lishi mumkin. Ko'pgina dizaynlarda faol vosita sifatida noyob yer elementlari - tuliy, erbiy, neodim, iterbiy, praseodimiy ionlari bilan qoplangan optik tola ishlatiladi. Lazer bir yoki bir nechta lazerli diodlar tomonidan to'g'ridan-to'g'ri tolali yadroga yoki yuqori quvvatli tizimlarda ichki qoplamaga pompalanadi.
Elyaf lazerlar parametrlarning keng diapazoni, pulsni keng diapazonda, chastota va quvvatda sozlash qobiliyati tufayli keng qo'llaniladi.
Elyaf lazer quvvati - 1 Vt dan 30 kVtgacha. Optik tola uzunligi - 20 m gacha.
Fiber lazer ilovalari:
– kesish metallar va polimerlar sanoat ishlab chiqarish,
– aniq kesish,
– mikro ishlov berish metallar va polimerlar,
– sirtni qayta ishlash,
– lehimlash,
– issiqlik bilan ishlov berish,
– mahsulotni markalash,
– telekommunikatsiya (optik tolali aloqa liniyalari),
– elektronika ishlab chiqarish,
– tibbiy asboblar ishlab chiqarish,
– ilmiy asboblar.
Tolali lazerlarning afzalliklari:
- tolali lazerlar materiallarni qayta ishlashda yangi davrni ochadigan noyob vositadir;
– portativlik va tolali lazerlarning to'lqin uzunligini tanlash yangisini amalga oshirish imkonini beradi samarali ilovalar boshqa turdagi lazerlar uchun mavjud emas;
- sanoatda foydalanish nuqtai nazaridan muhim bo'lgan deyarli barcha muhim ko'rsatkichlar bo'yicha boshqa lazer turlaridan ustun turish;
– pulsni keng doiradagi, chastotalar va quvvatlarda sozlash qobiliyati;
- masalan, lazerli o'ymakorlik uchun zarur bo'lgan kerakli chastota va yuqori quvvatga ega qisqa impulslar ketma-ketligini o'rnatish qobiliyati;
– parametrlarning keng doirasi.
Har xil turdagi lazerlarni taqqoslash:
| Parametr | Sanoatda foydalanish uchun talab qilinadi | CO 2 | YAG-Nd chiroq pompalanadi | Diodli nasosli YAG-Nd | Diodli lazerlar | |
| Chiqish quvvati, kVt | 1…30 | 1…30 | 1…5 | 1…4 | 1…4 | 1…30 |
| To'lqin uzunligi, mkm | imkon qadar kamroq | 10,6 | 1,064 | 1.064 yoki 1.03 | 0,8…0,98 | 1,07 |
| BPP, mm x mrad | < 10 | 3…6 | 22 | 22 | > 200 | 1,3…14 |
| Samaradorlik,% | > 20 | 8…10 | 2…3 | 4…6 | 25…30 | 20…25 |
| Elyaf yetkazib berish masofasi | 10…300 | yo'qolgan | 20…40 | 20…40 | 10…50 | 10..300 |
| Chiqish quvvatining barqarorligi | imkon qadar yuqori | past | past | past | yuqori | juda baland |
| Orqa aks ettirish sezuvchanligi | imkon qadar past | yuqori | yuqori | yuqori | past | past |
| Yashash maydoni, kv.m | imkon qadar kamroq | 10…20 | 11 | 9 | 4 | 0,5 |
| O'rnatish narxi, rel. | imkon qadar kamroq | 1 | 1 | 0,8 | 0,2 | < 0,05 |
| Operatsion xarajatlar, rel. | imkon qadar kamroq | 0,5 | 1 | 0,6 | 0,2 | 0,13 |
| Xizmat narxi, rel. | imkon qadar kamroq | 1…1,5 | 1 | 4…12 | 4…10 | 0,1 |
| Yoritgichlar yoki lazerli diodlarni almashtirish chastotasi, soat. | iloji boricha ko'p | – | 300…500 | 2000…5000 | 2000…5000 | > 50 000 |
2000w cw optik raycus impulsli tolali iterbiy lazer 50w 100kw ishlab chiqaruvchini sotib oling
qattiq tolali lazerlar
metall kesish fanera ajoyib cernark o'yma chuqur tolali lazer o'yma usullari
iterbiy tolali lazer qurilmasi
tolali mashina lazerni sotadi
ishlash printsipi fryazino 1,65 mikron texnologiyasini ishlab chiqarish ytterbium sotib olish narxi ipg hp 1 metall kesish uchun optik o'ymakorlik impulsli ishlash printsipi mashina optik ilovalar o'z qo'llari bilan quvvat qurilma sxemasi to'lqin uzunligi payvandlash ishlab chiqaruvchisi to'lqinlarda kesadi
Talab koeffitsienti 902
Diod lazer modullari DLM seriyali diodli lazer modullari 100 Vt gacha chiqish quvvati bilan ishlab chiqariladi. Bu lazerlar ixcham dizayni, yuqori ishonchliligi va tejamkorligi bilan ajralib turadi. Ular taxminan 970 nm to'lqin uzunligida ishlaydi, 40-45% "rozetkadan" samaradorlikka ega, o'tkazuvchan yoki majburiy havo sovutish uchun mo'ljallangan, butun xizmat muddati davomida biron bir elementni almashtirishni talab qilmaydi. Radiatsiya chiqishi metall korpus bilan himoyalangan diametri 0,1 ... 0,3 mm bo'lgan moslashuvchan optik tolalar orqali amalga oshiriladi. Modullarni ishlatish qulayligi uchun ko'rinmas ishlaydigan nurlanishga kam quvvatli qizil yoki yashil uchuvchi lazer nurlanishi qo'shilishi mumkin.
Lazer modulining boshqaruv sxemasi chiqish nurlanishini yoqish / o'chirish, chiqish quvvatini boshqarish, modul parametrlarini kuzatish va uchuvchi lazerni boshqarish funktsiyalarini ta'minlaydi. Chiqish nurlanishining ruxsat etilgan modulyatsiya chastotalari 50 kHz gacha. Modullar past kuchlanishli doimiy quvvat manbalaridan quvvatlanadi.
Asosiy afzalliklari
- ixcham dizayn
- tolali radiatsiyani etkazib berish
- samaradorlik 45% gacha
- O'tkazgichli yoki havo sovutilgan
- 50 kHz gacha chastotali nurlanishni modulyatsiya qilish
- Yuqori ishonchlilik va uzoq xizmat muddati
- Xizmat bepul
Foydalanish sohalari
- Lehimlash
- Plastmassalarni payvandlash
- Issiqlik bilan ishlov berish
- sirtni tozalash
- Tibbiy asboblar
- Lazerli nasos
- Ilmiy tadqiqot
Variantlar
- Yashil / qizil lazer uchuvchisi
Oddiy spetsifikatsiya
| Parametrlar | DLM-5 | DLM-10 | DLM-15 | DLM-30 | DLM-50 | DLM-75 | DLM-100 |
| Ish tartibi | Uzluksiz, 50 kHz gacha modulyatsiyalangan | ||||||
| Maksimal chiqish quvvati | 5 | 10 | 15 | 30 | 50 | 75 | 100 |
| Radiatsiya to'lqin uzunligi | 970 | ||||||
| Elyafning xususiyatlari | |||||||
| Optik chiqish | Yalang'och uchi tolali / himoyalangan uchi / optik ulagich | Himoyalangan uchi / optik ulagich | |||||
| Elyaf uzunligi, m | 20 m gacha | ||||||
| Ishlash rejimlari | |||||||
| Harorat sharoitlari, ° S | 0…+40 | ||||||
| O'lchamlar (tahrirlash) | |||||||
| Hajmi, mm | 130 x 230 x 36,5 | 252 x 220 x 75 | |||||
| Og'irligi, kg | 3 | 3 | 3 | 5 | 5 | 7 | 8 |
CW ytterbium lazerlari
Ytterbium cw lazerlarining ILM seriyasi turli xil ilovalar uchun oxirgi foydalanuvchi uskunasiga integratsiya qilish uchun mo'ljallangan va og'ir ish sharoitlari uchun mo'ljallangan - yuqori tebranish va ifloslanish darajasi, 90% gacha namlik, katta harorat farqlari bilan. Yilni, texnik xizmat ko'rsatmaydigan, diod bilan pompalanadigan iterbiy tolali lazerlar 1030-1080 nm spektral diapazonda nurlanish hosil qiladi, bu himoya metall gilzadagi bir rejimli tola yordamida bevosita zararlangan hududga yetkaziladi. Elyafning oxirida, mijozning iltimosiga binoan, kollimatsiya qiluvchi linza yoki optik ulagich o'rnatilishi mumkin.
Kam quvvat iste'moli ("rozetkadan" 25-30% dan ortiq samaradorlik), ixcham dizayn, sozlanishi elementlarning yo'qligi, havoni sovutish, yuqori ishonchlilik va cheklangan ish rejimlarida uzoq xizmat qilish muddati boshqa lazerlarga nisbatan iterbiy tolali lazerlarning asosiy afzalliklarini ta'minlaydi. ma'lum bir spektral mintaqa uchun lazer turlari ... Chiqish radiatsiya quvvati 5 kHz gacha bo'lgan chastota bilan amplituda modulyatsiya qilinishi mumkin. ILM seriyali lazerlar 24 V DC tarmog'idan quvvatlanadi.
Asosiy afzalliklari
- Chiqish quvvati 120 Vt gacha
- Nur sifati M2
Variantlar
- chiziqli polarizatsiya
- tola uzunligi 20 m gacha
Foydalanish sohalari
- Lehimlash
- Mikro payvandlash
- Issiqlik bilan ishlov berish
- Gravür
- Tibbiy asboblar
- Ilmiy asboblar
Oddiy spetsifikatsiya
| Parametrlar | ILM-1 | ILM-5 | ILM-10 | ILM-20 | ILM-50 | ILM-100 |
| Ish tartibi | Uzluksiz, 5 kHz gacha modulyatsiyalangan | |||||
| Maksimal chiqish quvvati, Vt | 1 | 5 | 10 | 20 | 50 | 100 |
| Radiatsiya to'lqin uzunligi, nm | 1030 - 1080 (buyurtma berishda ko'rsatilishi kerak) | |||||
| Polarizatsiya | Tasodifiy | |||||
| Nur sifati, M 2 | 1,05 | |||||
| Ishlash rejimlari | ||||||
| Harorat sharoitlari, ° S | 0…+40 | |||||
| Quvvat iste'moli, Vt | 25 | 60 | 90 | 125 | 150 | 240 |
| Elyafning xususiyatlari | ||||||
| Optik chiqish | Kollimator | |||||
| Elyaf uzunligi, m | 2 - 20 m | |||||
| O'lchamlar (tahrirlash) | ||||||
| Hajmi, mm | 165 x 70 x 230 | 252 x 75 x 220 | ||||
| Og'irligi, kg | 3 | 3 | 5 | 7 | 8 | 8 |
CW erbium lazerlari
1,5 mkm spektral diapazon uchun NTO "IRE-Polyus" lazer texnologiyasining turli sohalari uchun - telekommunikatsiyalardan tortib tibbiyotgacha bo'lgan keng turdagi uskunalarni taklif etadi. Ushbu spektral diapazonning kuchaytirgichlari va lazerlarida erbiy qo'shilgan kvarts tolalari va yuqori umrga ega lazerli nasosli diodlar qo'llaniladi.ELM seriyali Erbium tolali lazerlari tolali lazerlarning barcha afzalliklariga ega bo'lgan va ko'z uchun xavfsiz spektral diapazonda (1530-1620 nm) ishlaydigan noyob asboblardir. Ushbu lazerlar chiqish quvvatining keng doirasi, yuqori samaradorlik, yuqori ishonchlilik va keng imkoniyatlar tufayli materiallarni qayta ishlash, telekommunikatsiya, tibbiyot, ilmiy asbobsozlik sohalarida turli vazifalar uchun eng yaxshi yechim hisoblanadi. Qurilmalar interfeys orqali boshqariladi, bu ELMni texnologik o'rnatish, tibbiy yoki ilmiy komplekslarning bir qismi sifatida ishlatish imkonini beradi.
Asosiy afzalliklari
- radiatsiya to'lqin uzunligi 1530 dan 1620 nm gacha
- rozetkadan samaradorlik 10% dan ortiq
- Ajoyib nur sifati
- Havo yoki suvni sovutish
Variantlar
- quvvat modulyatsiyasi
- chiziqli polarizatsiya
- Chiqish tolasi uzunligi 20 m gacha
Foydalanish sohalari
- Materiallarga ishlov berish
- Telekommunikatsiya
- Tibbiy asboblar
- atrof-muhit monitoringi
- Ilmiy asboblar
Oddiy spetsifikatsiya
| Parametrlar | ELM-5 | ELM-10 | ELM-20 | ELM-30 | ELM-50 |
| Ish tartibi | Davomiy | ||||
| Quvvat, V | 5 | 10 | 20 | 30 | 50 |
| Radiatsiya to'lqin uzunligi, nm | 1550 – 1570 | ||||
| Polarizatsiya | Tasodifiy | ||||
| Nur sifati, M 2 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 |
| Ishlash rejimlari | |||||
| Harorat sharoitlari, ° S | 0…+40 | ||||
| Quvvat iste'moli, Vt | 50 | 90 | 160 | 240 | 330 |
| Elyafning xususiyatlari | |||||
| Optik chiqish | Kollimator | ||||
| Elyaf uzunligi, m | 2 | ||||
| O'lchamlar (tahrirlash) | |||||
| Hajmi, mm | 130 x 230 x 70 | 252 x 220 x 75 | |||
| Og'irligi, kg | 5 | 5 | 8 | 8 | 10 |
CW tulium lazerlari
Tulyum bilan faollashtirilgan tolali lazer tizimlari NTO IRE-Polyus tomonidan 1800-2100 nm spektral diapazondagi yuqori quvvatli, ixcham, bir rejimli nurlanish manbalariga bo'lgan talabni qondirish uchun maxsus ishlab chiqilgan, masalan, materiallarni qayta ishlash va tibbiyotda. Ushbu tizimlar an'anaviy qattiq holatdagi lazerlarga nisbatan tub afzalliklarga ega, chunki ular yuqori quvvat va chiqish nurlanishining sifatini ta'minlaydi, yuqori samaradorlikka ega ("rozetkadan" 5% dan ortiq), ixchamdir, sozlash va texnik xizmat ko'rsatishni talab qilmaydi. Radiatsiyani etkazib berish metall korpus bilan himoyalangan bir rejimli tola yordamida amalga oshiriladi. TLM seriyali lazerlar mijozning turli komplekslari va tizimlariga osongina birlashtirilishi mumkin.TLM seriyasining tulium tolali lazerlari eng past ko'ndalang rejimda (M2
Asosiy afzalliklari
- Yagona rejimda ishlash (M2
Variantlar
- chiziqli polarizatsiya
- Chiqish tolasi uzunligi 20 m gacha
Foydalanish sohalari
- Materiallarga ishlov berish
- Tibbiy asboblar
- qattiq holatdagi o'rta infraqizil lazerlarni va optik parametrik osilatorlarni pompalash
- atrof-muhit monitoringi
- Ilmiy asboblar
Oddiy spetsifikatsiya
| Parametrlar | TLM-5 | TLM-10 | TLM-30 |
| Ish tartibi | Davomiy | ||
| Quvvat, V | 5 | 10 | 30 |
| Radiatsiya to'lqin uzunligi, nm | 1800-2100 | ||
| Polarizatsiya | Tasodifiy | ||
| Elyafning xususiyatlari | |||
| Optik chiqish | Kollimator | ||
| Elyaf uzunligi, m | 2 — 20 | ||
| Ishlash rejimlari | |||
| Harorat sharoitlari, ° S | 0…+40 | ||
| Quvvat iste'moli, Vt | 60 | 120 | 350 |
| O'lchamlar (tahrirlash) | |||
| Hajmi, mm | 130 x 230 x 36,5 | 215 x 95 x 286 | |
| Og'irligi, kg | 5 | 8 | 10 |
Impulsli itterbiy lazerlari
OR seriyasining impulsli tolali lazerlari o'rtacha quvvati 50 Vt gacha bo'lgan impulsli nurlanishni va 80 dan 120 ns gacha bo'lgan zarba davomiyligini ta'minlaydi. Modulyatsiyaning ish chastotalari 20 kHz dan 100 kHz gacha. Radiatsiya uzunligi 6 metrgacha bo'lgan optik tolali kabel orqali chiqariladi. Chiqish kollimatori orqa aks ettirishdan himoya qilish uchun optik izolyator bilan jihozlangan. Markaziy lazer chizig'i 1060-1070 nm oralig'ida joylashgan. OR seriyali lazerlar kam quvvatli qizil uchuvchi lazer bilan jihozlangan.OR seriyasining impulsli lazerlari o'rnatilgan fanatlar yordamida havo bilan sovutilgan 24 V shahar tarmog'idan past iste'mol bilan tavsiflanadi.
OR seriyali lazerlarni qo'llashning asosiy sohasi lazerli markalash va o'yma. Ular, shuningdek, nozik kesish, mikro ishlov berish, lazerli frezalash uchun ishlatiladi.
Asosiy afzalliklari:
- Chiqish quvvati 50 Vt gacha
- Nur sifati M2
Foydalanish sohalari:
- Gravür
- Belgilash
- Mikro qayta ishlash
- Aniq kesish
- Ilmiy asboblar
Oddiy spetsifikatsiya
| Parametrlar | OR-0,5-10 | OR-1-20 | OR-1-50 |
| Ish tartibi | Puls | ||
| Puls energiyasi, mJ | 0,5 | 1 | 1 |
| Radiatsiya to'lqin uzunligi, nm | 1062 | ||
| Polarizatsiya | Tasodifiy | ||
| O'rtacha chiqish quvvati, Vt | 10 | 20 | 50 |
| Pulsning davomiyligi, ns | 90 — 120 | ||
| Nur sifati, M 2 | 1,4 | 1,8 | 1,8 |
| Ishlash rejimlari | |||
| Harorat sharoitlari, ° S | 0…+40 | ||
| Quvvat iste'moli, Vt | 120 | 150 | 240 |
| Elyafning xususiyatlari | |||
| Optik chiqish | O'rnatilgan izolyatorli kollimator | ||
| Elyaf uzunligi, m | 3 | ||
| O'lchamlar (tahrirlash) | |||
| Hajmi, mm | 215 x 95 x 286 | ||
| Og'irligi, kg | 8 | 9 | 12 |