Primele lasere au apărut câteva deceniiacum, și până în prezent, acest segment este promovat de cele mai mari companii. Dezvoltatorii primesc toate noile calități ale echipamentelor, permițând utilizatorilor să-l aplice mai eficient în practică.
Laserul în stare solidă rubin nu este considerat unul dintre cele mai promițătoare dispozitive de acest tip, dar, pentru toate neajunsurile sale, încă găsește nișe în funcțiune.
Laserele Ruby fac parte din categoriedispozitive cu stare solidă În comparație cu omologii chimici și gaze, acestea au o putere mai mică. Acest lucru se explică prin diferența dintre caracteristicile elementelor, datorită cărora este furnizată radiația. De exemplu, aceleași lasere chimice sunt capabile să formeze fascicule ușoare cu o putere de sute de kilowati. Printre caracteristicile care disting laserul rubin se numără un grad ridicat de monocromaticitate, precum și coerența radiațiilor. În plus, unele modele asigură o concentrație crescută de energie lumină în spațiu, ceea ce este suficient pentru implementarea fuziunii termonucleare datorită încălzirii plasmei cu un fascicul.
După cum sugerează și numele, ca mediu activlaserul este un cristal rubin, prezentat sub forma unui cilindru. În acest caz, capetele barei sunt lustruite într-un mod special. Pentru ca laserul cu rubin să poată furniza cea mai mare energie de radiație posibilă, laturile cristalului sunt procesate până când ajung la o poziție plan-paralelă una față de cealaltă. În același timp, capetele trebuie să fie perpendiculare pe axa elementului. În unele cazuri, capetele, care acționează ca oglinzi într-un fel, sunt în plus acoperite cu un film dielectric sau cu un strat de argint.
Dispozitivul include o cameră cu rezonator șide asemenea, o sursă de energie care excită atomii cristalului. O lampă cu xenon poate fi utilizată ca un activator flash. Sursa de lumină este amplasată de-a lungul unei axe a rezonatorului cilindric. Pe cealaltă axă se află elementul rubin. De regulă, se folosesc tije cu lungimea de 2-25 cm.
Rezonează aproape toată lumina de la lampăse îndreaptă spre cristal. Trebuie menționat că nu toate lămpile cu xenon sunt capabile să funcționeze la temperaturile ridicate necesare pentru pomparea optică a cristalului. Din acest motiv, dispozitivul cu laser rubin, care include surse de lumină cu xenon, este proiectat pentru funcționare continuă, care se mai numește și cu impulsuri. În ceea ce privește tijă, aceasta este de obicei fabricată din safir artificial, care poate fi modificat pentru a se potrivi cerințelor operaționale ale laserului.
Când dispozitivul este activat pornind lampaun efect de inversare apare cu o creștere a nivelului de ioni de crom din cristal, ca urmare a unei creșteri de avalanșă a numărului de fotoni emiți. În acest caz, feedback-ul este observat pe rezonator, care este furnizat de suprafețe oglindă la capetele tijei solide. Astfel se generează un flux direcționat îngust.
Durata pulsului de obicei nu estedepășește 0,0001 s, ceea ce este mai scurt decât durata blițului de neon. Energia pulsului unui laser cu rubin este de 1 J. Ca și în cazul dispozitivelor cu gaz, principiul funcționării unui laser rubin se bazează și pe efectul de feedback. Aceasta înseamnă că intensitatea fluxului de lumină începe să fie menținută de oglinzile care interacționează cu rezonatorul optic.
Se utilizează cel mai frecvent laser cu tijă de rubinîn modul de formare a impulsurilor menționate la dimensiunea unei milisecunde. Pentru a realiza timpi de activitate mai lungi, tehnologii cresc energia optică de pompare. Acest lucru se realizează prin utilizarea unor lămpi flash puternice. Întrucât câmpul de creștere al pulsului, datorită timpului de formare a încărcării electrice în lampa flash, este caracterizat de planeitate, funcționarea laserului rubin începe cu o anumită întârziere în momentele în care numărul de elemente active depășește valorile pragului.
Uneori, există și defalcări în generarea impulsurilor.Astfel de fenomene sunt observate la anumite intervale după o scădere a indicatorilor de putere, adică atunci când potențialul de putere scade sub valoarea de prag. Laserul rubin poate funcționa teoretic într-un mod continuu, dar o astfel de operație necesită utilizarea de lămpi mai puternice în proiectare. De fapt, în acest caz, dezvoltatorii se confruntă cu aceleași probleme ca la crearea de lasere cu gaz - neexecutarea utilizării unei baze de elemente cu caracteristici crescute și, ca urmare, limitarea capacităților dispozitivului.
Beneficiul efectului de feedback este cel mai izbitorexprimat în lasere cu cuplare nerezonantă. În astfel de modele, se folosește suplimentar un element de împrăștiere, ceea ce face posibilă emiterea unui spectru de frecvență continuă. De asemenea, se folosește un laser rubin cu comutare Q - structura sa include două tije, răcite și neacoperite. Diferența de temperatură permite formarea a două fascicule laser, care sunt separate prin lungimea de undă prin angstromi. Aceste raze strălucesc printr-o descărcare pulsată, iar unghiul format de vectorii lor diferă printr-o valoare mică.
Astfel de lasere sunt caracterizate de nivel scăzuteficiență, dar diferă în ceea ce privește stabilitatea termică. Aceste calități determină direcția de utilizare practică a laserelor. Astăzi sunt utilizate în crearea holografiei, precum și în industriile în care este necesar să efectueze operațiuni de perforare a găurilor ultra-precise. Astfel de dispozitive sunt de asemenea utilizate în operațiile de sudare. De exemplu, la fabricarea sistemelor electronice pentru asistența tehnică a comunicațiilor prin satelit. Laserul cu rubin și-a găsit locul și în medicină. Utilizarea tehnologiei în această industrie se explică din nou prin posibilitatea prelucrării de înaltă precizie. Astfel de lasere sunt utilizate ca un înlocuitor pentru scalpele sterile care permit efectuarea operațiilor microchirurgicale.
Un laser cu un mediu activ rubin la un moment data devenit primul sistem de lucru de acest tip. Dar, odată cu dezvoltarea de dispozitive alternative cu umpluturi de gaze și chimice, a devenit evident că performanțele sale prezintă multe dezavantaje. Și asta nu înseamnă că laserul cu rubin este unul dintre cele mai dificile din punct de vedere al producției. Pe măsură ce proprietățile sale de lucru cresc, cerințele pentru elementele care alcătuiesc structura cresc, de asemenea. În consecință, costul dispozitivului este, de asemenea, în creștere. Cu toate acestea, dezvoltarea modelelor de lasere bazate pe un cristal de rubin are motivele sale asociate, printre altele, cu calitățile unice ale unui mediu activ cu stare solidă.
