Los primeros láseres aparecieron varias décadas.atrás, y hasta el día de hoy este segmento es promovido por las empresas más grandes. Los desarrolladores obtienen cada vez más nuevas calidades de equipo, lo que permite a los usuarios aplicarlo de manera más efectiva en la práctica.
Un láser de rubí de estado sólido no se considera uno de los dispositivos más prometedores de este tipo, pero con todas sus deficiencias, todavía encuentra nichos en funcionamiento.
Los láseres de rubí están categorizadosDispositivos de estado sólido. En comparación con sus homólogos químicos y de gas, tienen una potencia más baja. Esto se explica por la diferencia en las características de los elementos, debido a que se proporciona radiación. Por ejemplo, los mismos láseres químicos son capaces de generar flujos de luz con una potencia de cientos de kilovatios. Entre las características que distinguen un láser de rubí, se observa un alto grado de monocromaticidad, así como la coherencia de la radiación. Además, algunos modelos proporcionan una mayor concentración de energía luminosa en el espacio, que es suficiente para la implementación de la fusión termonuclear debido al calentamiento del plasma por el haz.
Como su nombre lo indica, como medio activoEl láser es un cristal de rubí, presentado en forma de cilindro. En este caso, los extremos de la varilla se pulen de una manera especial. Para que un láser de rubí pueda proporcionar la máxima energía de radiación posible para él, los lados del cristal se procesan hasta que alcanzan una posición plana paralela entre sí. Al mismo tiempo, los extremos deben ser perpendiculares al eje del elemento. En algunos casos, los extremos, que actúan de alguna manera como espejos, están cubiertos adicionalmente con una película dieléctrica o una capa de plata.
El dispositivo incluye una cámara con un resonador, yTambién es una fuente de energía que excita los átomos del cristal. Se puede usar una lámpara de flash de xenón como activador de flash. La fuente de luz está ubicada a lo largo de un eje del resonador que tiene una forma cilíndrica. En el otro eje hay un elemento rubí. Como regla general, se utilizan varillas de 2-25 cm de largo.
Resonador casi toda la luz de la lámpara.dirige al cristal. Cabe señalar que, en condiciones de temperaturas elevadas, que son necesarias para el bombeo óptico del cristal, lejos de todas las lámparas de xenón pueden funcionar. Por esta razón, el dispositivo láser de rubí, que incluye fuentes de luz basadas en xenón, está diseñado para un funcionamiento continuo, que también se llama pulsado. En cuanto a la varilla, generalmente está hecha de zafiro artificial, que puede modificarse en consecuencia para cumplir con los requisitos operativos del láser.
Cuando el dispositivo se activa encendiendo la lámparaSe produce un efecto de inversión con un aumento en el nivel de iones de cromo en el cristal, como resultado de lo cual comienza un aumento de avalancha en el número de fotones emitidos. En este caso, se observa retroalimentación en el resonador proporcionado por las superficies del espejo en los extremos de la varilla de estado sólido. Así es como ocurre el desarrollo de un flujo estrecho.
Длительность импульса, как правило, не excede 0.0001 s, que es más corto que la duración de un destello de neón. La energía del pulso de un láser de rubí es de 1 J. Como en el caso de los dispositivos de gas, el principio del láser de rubí se basa en el efecto de retroalimentación. Esto significa que la intensidad del flujo de luz comienza a ser apoyada por espejos que interactúan con el resonador óptico.
Muy a menudo, se usa un láser de varilla de rubíen el modo de formación de los pulsos mencionados en el tamaño de un milisegundo. Para lograr un mayor tiempo de actividad, los tecnólogos aumentan la energía de la bomba óptica. Esto se hace mediante el uso de potentes lámparas de flash. Dado que el campo de aumento del pulso, debido al tiempo de formación de la carga eléctrica en la lámpara de destello, se caracteriza por una planitud, el láser de rubí comienza a funcionar con un cierto retraso en los momentos en que el número de elementos activos supera los valores umbral.
A veces hay interrupciones en la generación de pulsos.Tales fenómenos se observan a ciertos intervalos después de una disminución en los índices de potencia, es decir, cuando el potencial de fuerza cae por debajo de un valor umbral. Teóricamente, un láser de rubí puede funcionar en modo continuo, pero esta operación requiere el uso de lámparas más potentes en el diseño. En realidad, en este caso, los desarrolladores enfrentan los mismos problemas que cuando crean láseres de gas: lo inapropiado de usar una base de elementos con características mejoradas y, como resultado, limitar las capacidades del dispositivo.
El beneficio del efecto de retroalimentación es más pronunciadoexpresado en láseres acoplados no resonantes. En tales construcciones, se usa adicionalmente un elemento de dispersión, que hace posible irradiar un espectro de frecuencia continuo. También se utiliza un láser ruby Q-Switched: su estructura incluye dos barras, una enfriada y otra sin enfriar. La diferencia de temperatura permite la formación de dos rayos láser que están separados por longitud de onda en angstroms. Estos rayos brillan a través de una descarga pulsada, y el ángulo formado por sus vectores es pequeño.
Tales láseres se caracterizan por bajaeficiencia, pero difieren en resistencia térmica. Estas cualidades determinan el uso práctico de los láseres. Hoy se utilizan en la creación de holografía, así como en industrias donde se requiere realizar operaciones de perforación de agujeros ultraprecisos. Use tales dispositivos en operaciones de soldadura. Por ejemplo, en la fabricación de sistemas electrónicos para tecnología de comunicaciones satelitales. En medicina, un láser de rubí también encontró su lugar. La aplicación de la tecnología en esta industria se explica nuevamente por la posibilidad de un procesamiento de alta precisión. Dichos láseres se usan como reemplazo de los escalpelos estériles, lo que permite operaciones microquirúrgicas.
Un láser de rubí activo a la vezse convirtió en el primer sistema de trabajo de este tipo. Pero con el desarrollo de dispositivos alternativos con gas y rellenos químicos, se hizo evidente que su rendimiento tiene muchos inconvenientes. Y esto sin mencionar el hecho de que el láser de rubí es uno de los más complejos en términos de fabricación. A medida que aumentan sus propiedades de trabajo, también lo hacen los requisitos para los elementos que componen la estructura. En consecuencia, el costo del dispositivo está creciendo. Sin embargo, el desarrollo de modelos de láseres de cristal de rubí tiene sus bases asociadas, entre otras cosas, con las cualidades únicas de un medio activo de estado sólido.
