Bilimsel ve teknolojik ilerlemenin meyveleri her zaman somut pratik ifadesini teorik temelin hazırlanmasından hemen sonra bulmaz. Bu, şu ana kadar olanakları tam olarak açıklanmayan lazer teknolojisi ile oldu. Elektromanyetik radyasyon yayan cihaz konseptinin oluşturulduğu optik kuantum jeneratörleri teorisi, lazer teknolojisinin optimizasyonu nedeniyle kısmen hakim oldu. Ancak uzmanlar, optik radyasyon potansiyelinin gelecekte bir dizi keşfin temeli olabileceğini belirtiyor.
Cihazın çalışma prensibi
Bu durumda, bir kuantum jeneratörü, uyarılmış monokromatik, elektromanyetik veya tutarlı radyasyon koşulları altında optik aralıkta çalışan bir lazer cihazı olarak anlaşılır. Çeviride lazer kelimesinin kökeni, ışık amplifikasyonunun etkisini gösterir.uyarılmış emisyon ile. Bugüne kadar, bir optik kuantum jeneratörünün farklı koşullarda çalışma ilkelerinin belirsizliğinden kaynaklanan bir lazer cihazının uygulanması için çeşitli kavramlar vardır.
Temel fark, lazer radyasyonunun hedef madde ile etkileşim ilkesidir. Radyasyon sürecinde, yayıcının çalışma ortamı veya hedef nesnenin malzemesi üzerindeki etkisinin doğasını kontrol etmenizi sağlayan belirli kısımlarda (kuanta) enerji sağlanır. Lazerin elektrokimyasal ve optik etkilerinin seviyelerini ayarlamanıza izin veren temel parametreler arasında odaklama, akı konsantrasyonu derecesi, dalga boyu, yönlülük vb. rol - örneğin, darbeler, bir andan birkaç yıla kadar değişen aralıklarla, bir kesir saniye ile onlarca femtosaniye arasında bir süreye sahip olabilir.
Sinerjik lazer yapısı
Optik lazer kavramının şafağında, fiziksel terimlerle kuantum radyasyon sistemi, genellikle birkaç enerji bileşeninin kendi kendini organize etme biçimi olarak anlaşılırdı. Böylece, lazerin evrimsel gelişiminin ana özelliklerini ve aşamalarını formüle etmeyi mümkün kılan sinerjik kavramı oluşturuldu. Lazerin türü ve çalışma prensibi ne olursa olsun, sistem kararsız hale geldiğinde ve aynı zamanda açık olduğunda, eylemindeki anahtar faktör hafif atomların dengesinin ötesine geçmektir.
Radyasyonun uzamsal simetrisindeki sapmalar, darbeli bir radyasyonun ortaya çıkması için koşullar yaratır.akış. Belirli bir pompalama (sapma) değerine ulaştıktan sonra, tutarlı radyasyonun optik kuantum üreteci kontrol edilebilir hale gelir ve kendi kendini organize eden bir sistemin elemanları ile düzenli bir enerji tüketen yapıya dönüşür. Belirli koşullar altında, cihaz döngüsel olarak darbeli radyasyon modunda çalışabilir ve değişiklikleri kaotik titreşimlere yol açacaktır.
Lazerle çalışan bileşenler
Şimdi, çalışma prensibinden belirli özelliklere sahip bir lazer sisteminin çalıştığı belirli fiziksel ve teknik koşullara geçmeye değer. Optik kuantum jeneratörlerinin performansı açısından en önemlisi aktif ortamdır. Özellikle ondan, akışın amplifikasyonunun yoğunluğuna, geri beslemenin özelliklerine ve bir bütün olarak optik sinyale bağlıdır. Örneğin, günümüzde çoğu lazer cihazının çalıştığı bir gaz karışımında radyasyon oluşabilir.
Bir sonraki bileşen bir enerji kaynağı ile temsil edilir. Yardımıyla, aktif ortamın atom popülasyonunun tersine çevrilmesini sağlamak için koşullar yaratılır. Sinerjik bir yapı ile bir benzetme yaparsak, ışığın normal durumdan sapmasında bir tür faktör olarak hareket edecek olan enerji kaynağıdır. Destek ne kadar güçlü olursa, sistemin pompalanması o kadar yüksek ve lazer etkisi o kadar etkili olur. Çalışma altyapısının üçüncü bileşeni, çalışma ortamından geçerken çoklu radyasyon sağlayan rezonatördür. Aynı bileşen, kullanışlı bir şekilde optik radyasyon çıkışına katkıda bulunur.spektrum.
He-Ne lazer cihazı
Yapısal temeli bir gaz deşarj tüpü, optik rezonatör aynalar ve bir elektrik güç kaynağı olan modern bir lazerin en yaygın biçim faktörü. Çalışma ortamı (tüp dolgusu) olarak adından da anlaşılacağı gibi helyum ve neon karışımı kullanılır. Tüpün kendisi kuvars camdan yapılmıştır. Standart silindirik yapıların kalınlıkları 4 ile 15 mm arasında, uzunlukları ise 5 cm ile 3 m arasında değişmektedir. Boruların uçlarında yeterli seviyede lazer polarizasyonu sağlayan hafif eğimli düz camlarla kapatılmaktadır..
Helyum-neon karışımına dayalı bir optik kuantum üreteci, 1.5 GHz düzeyinde küçük bir spektral emisyon bant genişliğine sahiptir. Bu özellik, cihazın interferometride, görsel bilgi okuyucularda, spektroskopide vb. başarısına neden olan bir dizi operasyonel avantaj sağlar.
Yarı iletken lazer cihazı
Bu tür cihazlarda çalışma ortamının yeri, üç veya beş değerlikli bir kimyasalın (silikon, indiyum) atomları ile safsızlıklar şeklindeki kristal elementlere dayanan bir yarı iletken tarafından işgal edilir. İletkenlik açısından, bu lazer yalıtkanlar ve tam teşekküllü iletkenler arasında durur. Çalışma kalitelerindeki fark, sıcaklık değerleri, safsızlıkların konsantrasyonu ve hedef malzeme üzerindeki fiziksel etkinin doğası parametrelerinden geçer. Bu durumda pompalamanın enerji kaynağı elektrik olabilir,manyetik radyasyon veya elektron ışını.
Optik yarı iletken kuantum jeneratörünün cihazı, genellikle büyük miktarda enerji biriktirebilen katı bir malzemeden yapılmış güçlü bir LED kullanır. Başka bir şey, artan elektriksel ve mekanik yük koşullarında çalışmanın hızla çalışma elemanlarının aşınmasına yol açmasıdır.
Boya lazer cihazı
Bu tip optik jeneratörler, lazer teknolojisinde pikosaniyeye kadar darbe süresiyle çalışan yeni bir yönün oluşumunun temelini attı. Bu, aktif bir ortam olarak organik boyaların kullanılması nedeniyle mümkün oldu, ancak başka bir lazer, genellikle bir argon, pompalama işlevlerini yerine getirmelidir.
Boyalar üzerindeki optik kuantum jeneratörlerinin tasarımına gelince, vakum koşullarının oluştuğu yerlerde ultra kısa darbeler sağlamak için küvet şeklinde özel bir taban kullanılır. Böyle bir ortamda halka rezonatörlü modeller, sıvı boyanın 10 m/s'ye varan hızlarda pompalanmasına izin verir.
Fiber optik emitörlerin özellikleri
Bir rezonatörün işlevlerinin bir optik fiber tarafından gerçekleştirildiği bir tür lazer cihazı. Çalışma özellikleri açısından, bu jeneratör, optik radyasyon hacmi açısından en verimli olanıdır. Ve bu, cihazın tasarımının diğer lazer türlerine kıyasla çok mütevazı bir boyuta sahip olmasına rağmen.
KBu tür optik kuantum jeneratörlerinin özellikleri, pompa kaynaklarını bağlama olanakları açısından da çok yönlülüğü içerir. Genellikle, bunun için aktif bir madde ile modüller halinde birleştirilen ve aynı zamanda cihazın yapısal ve fonksiyonel optimizasyonuna da katkıda bulunan tüm optik dalga kılavuzları grupları kullanılır.
Yönetim sisteminin uygulanması
Enerji pompalamanın doğrudan veya dolaylı olarak sağlanması nedeniyle, cihazların çoğu elektriksel temele dayalıdır. En basit sistemlerde, bu güç kaynağı sistemi aracılığıyla, radyasyonun yoğunluğunu belirli bir optik aralıkta etkileyen güç göstergeleri izlenir.
Profesyonel kuantum jeneratörleri ayrıca akış kontrolü için gelişmiş bir optik altyapı içerir. Bu tür modüller aracılığıyla özellikle memenin yönü, darbenin gücü ve uzunluğu, frekans, sıcaklık ve diğer operasyonel özellikler kontrol edilir.
Lazerlerin uygulama alanları
Optik jeneratörler hala yetenekleri tam olarak açıklanmayan cihazlar olsa da, günümüzde kullanılmayacakları bir alana isim vermek zor. Katı malzemeleri minimum maliyetle kesmek için yüksek verimli bir araç olarak sektöre en değerli pratik etkiyi verdiler.
Optik kuantum jeneratörleri, göz mikrocerrahisi ve kozmetoloji ile ilgili tıbbi yöntemlerde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, evrensel bir lazersözde kansız neşter tıpta bir araç haline geldi ve sadece biyolojik dokuları incelemekle kalmayıp aynı zamanda biyolojik dokuları birbirine bağlamaya da izin verdi.
Sonuç
Bugün, optik radyasyon jeneratörlerinin geliştirilmesinde umut verici birkaç yön var. En popüler olanları, katman katman sentez teknolojisi, 3D modelleme, robotik (lazer izleyiciler) ile birleştirme kavramı vb. İçerir. Her durumda, optik kuantum jeneratörlerinin yüzey işlemeden kendi özel uygulamalarına sahip olacağı varsayılır. radyasyon yoluyla yangın söndürmek için malzemelerin ve ultra hızlı kompozit ürünlerin oluşturulması.
Açıkçası, daha karmaşık görevler lazer teknolojisinin gücünü artırmayı gerektirecek ve bunun sonucunda tehlike eşiği de yükselecektir. Bugün bu tür ekipmanlarla çalışırken güvenliği sağlamanın ana nedeni gözler üzerindeki zararlı etkisi ise, gelecekte ekipman kullanımının organize edildiği malzemelerin ve nesnelerin özel korunması hakkında konuşabiliriz.
