În laserele cu gaz, mediul gazos este utilizat ca mediu activ și pomparea se realizează prin intermediul unei descărcări electrice. Acest lucru se datorează faptului că lărgirea nivelului de energie în gaze este destul de redusă și utilizarea pompelor optice prin intermediul lămpilor cu spectru continuu ar fi foarte ineficientă.
Laserele cu gaz sunt caracterizate de directivitate și monocromaticitate ridicate, care se datorează discretății unui număr de niveluri de energie în mediul de gaze. Cu toate acestea, datorită densității relativ scăzute a particulelor excitate, disiparea specifică a energiei laserelor de gaz este substanțial mai mică decât cea a laserelor cu stare solidă. Pentru a obține o putere mare de ieșire, sunt utilizate medii active extinse.
Caracteristicile laserelor cu gaz pot include, de asemenea, un coeficient de eficiență ridicat de eficiență (eficiență 30%) și o regiune de generație largă.
De regulă, în mod constructiv, laserul cu gaz pare ca un tub etanș, cu un amestec de gaze plasate într-un rezonator emisferic cu oglinzi Z1 și Z2.
Figura 3.1. Construcția unui laser cu gaz.
Un tub (cuarț) cu o lungime de la câțiva centimetri până la câțiva metri este supus unei prelucrări complexe, apoi pompat și umplut cu gaz sau un amestec de gaze. În interiorul tubului, așa cum se arată în figură, sunt instalate electrozi pentru a crea o descărcare în mediul gazos. Dacă se utilizează o descărcare de înaltă frecvență pentru a excita laserul, se folosesc electrozi externi. În funcție de amplasarea electrozilor externi, circuitele de pompare sunt împărțite longitudinal și transversal. Într-un laser cu gaz cu circuit de pompare longitudinal, tubul este înfășurat de două inele amplasate la o distanță una de alta, unde se aplică tensiunea. În al doilea caz, tubul este plasat între doi electrozi paralele.
Figura 3.2. Lasere cu gaz cu electrozi externi.
Capetele tubului de evacuare a gazului sunt acoperite de plăci de sticlă sau cuarț plană paralele care compun unghiul Brewster cu axa rezonatorului. Instalarea plăcilor de capăt la unghiul Brewster conduce, în primul rând, la o scădere a pragului de generare și, în al doilea rând, permite ieșirea radiației laser plane polarizate.
Pentru a excita laserul, se utilizează o descărcare staționară:
-arc de descărcare (densitatea curentului j 10 3 A / cm 2. grad de ionizare = 10%);
-descărcarea cu descărcare (densitatea curentului j 10 -5 10 -1 A / cm 2. gradul de ionizare = 10 -4 10 -3%) este o descărcare cu un curent continuu și o descărcare de înaltă frecvență.
După aplicarea tensiunii la electrozi, se formează o plasmă în volumul de gaz format din atomi neutri, electroni, ioni pozitivi și negativi. Ionii pozitivi încep să se deplaseze către catod, iar electronii rapizi și ionii negativi la anod.
Laserele de gaz pot fi împărțite în următoarele soiuri: laserele cu gaze pe atomi neutri (laser heliu-neon); ioni de gaze cu gaz (argon laser); lasere moleculare (laser CO2).
Articole similare
-
Lasere de gaz, un dispozitiv cu laser, principiul de funcționare a unui laser cu gaz
-
Principiul funcționării unui cazan de încălzire centrală cu gaz dublu
Trimiteți-le prietenilor: