Prvi laseri pojavili su se nekoliko desetljećanatrag, i do danas ovaj segment promoviraju najveće tvrtke. Programeri dobivaju sve više novih kvaliteta opreme, omogućujući korisnicima da ih učinkovitije primjenjuju u praksi.
Rubinski čvrsti laser se ne smatra jednim od najperspektivnijih uređaja ove vrste, ali sa svim svojim nedostacima i dalje nalazi niše u radu.
Rubinski laseri su kategoriziraniuređaji s čvrstim stanjem. U usporedbi s kemijskim i plinskim kolegama, imaju nižu snagu. To se objašnjava razlikom u karakteristikama elemenata, zbog kojih se osigurava zračenje. Na primjer, isti kemijski laseri sposobni su stvarati svjetlosne tokove snage stotine kilovata. Među značajkama koje razlikuju rubinski laser primjećuje se visok stupanj monokromatičnosti, kao i koherencija zračenja. Pored toga, neki modeli daju povećanu koncentraciju svjetlosne energije u prostoru, što je dovoljno za provođenje termonuklearne fuzije zbog zagrijavanja plazme snopa.
Kao što samo ime govori, kao aktivni medijLaser je rubin kristal, predstavljen u obliku cilindra. U ovom slučaju krajevi šipke poliraju se na poseban način. Da bi rubinski laser pružio maksimalnu moguću energiju zračenja, stranice kristala obrađuju se dok ne dođu u ravno-paralelni položaj u odnosu jedna na drugu. Istodobno, krajevi trebaju biti okomiti na os elementa. U nekim slučajevima krajevi, koji na neki način djeluju kao zrcala, dodatno su prekriveni dielektričnim filmom ili slojem srebra.
Uređaj uključuje kameru s rezonatorom itakođer izvor energije koji pobuđuje atome kristala. Kao aktivator bljeskalice može se koristiti ksenonska bljeskalica. Izvor svjetlosti nalazi se duž jedne osi rezonatora koji ima cilindrični oblik. Na drugoj je osi rubinski element. U pravilu se koriste šipke duljine 2-25 cm.
Resonator gotovo svu svjetlost iz svjetiljkeusmjerava na kristal. Treba napomenuti da u uvjetima povišene temperature, potrebne za optičko crpljenje kristala, nisu sve ksenonske svjetiljke sposobne raditi. Iz tog razloga, laserski uređaj rubin, koji uključuje ksenonske izvore svjetla, dizajniran je za kontinuirani rad, koji se također naziva pulsirajući. Što se tiče štapa, on je obično izrađen od umjetnog safira, koji se prema tome može modificirati kako bi se zadovoljili operativni zahtjevi za laser.
Kad se uređaj aktivira uključivanjem žaruljeefekt inverzije nastaje s povećanjem razine kroma iona u kristalu, kao rezultat toga počinje lavinsko povećanje broja emitiranih fotona. U tom se slučaju opaža povratna sprega na rezonatoru koje pružaju zrcalne površine na krajevima šipke čvrstog stanja. Tako se događa razvoj uskog toka.
Trajanje pulsa obično nijeprelazi 0,0001 s, što je kraće od trajanja neonske bljeskalice. Energija impulsa rubin lasera je 1 J. Kao i kod plinskih uređaja, princip rada rubin lasera također se temelji na povratnom efektu. To znači da se intenzitet svjetlosnog toka počinje održavati zbog zrcala koja djeluju na optički rezonator.
Najčešće se koristi laser s rubinskim štapomu načinu stvaranja navedenih impulsa veličine milisekunde. Da bi postigli duže vrijeme aktivnosti, tehnolozi povećavaju energiju optičke pumpe. To se događa korištenjem moćnih bljeskalica. Budući da se polje porasta impulsa, zbog vremena formiranja električnog naboja u bljeskalici, odlikuje plitkim nagibom, rubinski laser počinje raditi s određenim kašnjenjem kada broj aktivnih elemenata premaši granične vrijednosti.
Ponekad postoje poremećaji u stvaranju impulsa.Takve pojave se promatraju u određenim intervalima nakon smanjenja pokazatelja snage, odnosno kada potencijal sile padne ispod granične vrijednosti. Teoretski, rubinski laser može raditi u kontinuiranom načinu rada, ali za taj zahvat je potrebna uporaba snažnijih svjetiljki u dizajnu. Zapravo, u ovom se slučaju programeri suočavaju s istim problemima kao i pri stvaranju plinskih lasera - neprimjerenosti korištenja baze elemenata s poboljšanim karakteristikama i, kao rezultat, ograničavanjem mogućnosti uređaja.
Prednost povratnog efekta najizraženija jeizraženi u nerezonantnim spajanim laserima. U takvim se konstrukcijama dodatno koristi element raspršivanja, koji omogućava zračenje kontinuiranog frekvencijskog spektra. Koristi se i rubin Q-switched laser - njegova struktura uključuje dvije šipke, jednu ohlađenu i jednu nekušenu. Temperaturna razlika omogućuje formiranje dvije laserske zrake koje su razdvojene valnom duljinom u angstrome. Te zrake svjetlucaju kroz impulsni iscjedak, a kut koji stvaraju njihovi vektori je mali.
Takve lasere karakterizira nizakučinkovitosti, ali se razlikuju u toplinskom otporu. Ove kvalitete određuju praktičnu upotrebu lasera. Danas se koriste u stvaranju holografije, kao iu industriji u kojoj je potrebno izvesti operacije probijanja ultra preciznih rupa. Koristite takve uređaje u postupcima zavarivanja. Na primjer, u proizvodnji elektroničkih sustava za tehničku podršku satelitskih komunikacija. Rubinski laser također je pronašao svoje mjesto u medicini. Primjena tehnologije u ovoj industriji ponovno se objašnjava mogućnošću visoko precizne obrade. Takvi se laseri koriste kao zamjena za sterilne skalpele, omogućujući mikrokirurške operacije.
Odjednom rubinski aktivan laserpostao prvi radni sustav ovog tipa. No s razvojem alternativnih uređaja s plinskim i kemijskim punilima postalo je očito da njegova učinkovitost ima mnogo nedostataka. A to nije spomenuti da je rubinski laser jedan od najsloženijih u pogledu proizvodnje. Kako se njegova radna svojstva povećavaju, tako se povećavaju i zahtjevi za elemente koji čine strukturu. U skladu s tim, troškovi uređaja rastu. Međutim, razvoj modela lasera s rubinskim kristalima temelji se, između ostalog, s jedinstvenim kvalitetama čvrstog stanja aktivnog medija.
