De första lasrarna dök upp flera årtiondentillbaka, och till idag marknadsförs detta segment av de största företagen. Utvecklare får fler och fler nya utrustningskvaliteter, vilket gör det möjligt för användare att tillämpa den mer effektivt i praktiken.
En rubin solid-state laser anses inte vara en av de mest lovande enheterna av denna typ, men med alla dess brister hittar den fortfarande nischer i drift.
Rubinlasrar kategoriserassolid state-enheter. Jämfört med kemiska och gas motsvarigheter har de en lägre effekt. Detta förklaras av skillnaden i egenskaper hos elementen, på grund av vilken strålning tillhandahålls. Till exempel kan samma kemiska lasrar generera ljusflöden med en effekt på hundratals kilowatt. Bland de funktioner som skiljer en rubinlaser noteras en hög grad av monokromatitet, såväl som strålningskoherens. Dessutom ger vissa modeller en ökad koncentration av ljusenergi i rymden, vilket är tillräckligt för implementering av termonukleär fusion på grund av värmningen av plasma med strålen.
Som namnet antyder, som ett aktivt mediumLasern är en rubinkristall, presenterad i form av en cylinder. I detta fall poleras ändarna på ett speciellt sätt. Så att en rubinlaser kan ge den maximala strålningsenergin för den, bearbetas kristallens sidor tills de når ett plan-parallellt läge relativt varandra. Samtidigt bör ändarna vara vinkelräta mot elementets axel. I vissa fall täcks ändarna, som fungerar på något sätt som speglar, med en dielektrisk film eller ett lager av silver.
Enheten har en kamera med en resonator ochockså en energikälla som väcker kristallernas atomer. En xenon blixtlampa kan användas som blixtaktivator. Ljuskällan är belägen längs en axel hos resonatorn med en cylindrisk form. På den andra axeln finns ett rubinelement. Som regel används stavar 2-25 cm långa.
Resonator nästan allt ljus från lampanriktar sig mot kristallen. Det bör noteras att under förhållanden med förhöjda temperaturer, som krävs för optisk pumpning av kristallen, långt ifrån alla xenonlampor kan fungera. Av denna anledning är rubinlaseranordningen, som inkluderar xenonbaserade ljuskällor, konstruerad för kontinuerlig drift, som också kallas pulserad. När det gäller stången är den vanligtvis gjord av konstgjord safir, som kan modifieras i enlighet därmed för att uppfylla driftskraven för lasern.
När enheten aktiveras genom att slå på lampanen inversionseffekt inträffar med en ökning av nivån av kromjoner i kristallen, vilket resulterar i att en lavinökning av antalet utsända fotoner börjar. I detta fall observeras återkoppling på resonatorn som tillhandahålls av spegelytorna vid ändarna av fastståndsstången. Så här sker utvecklingen av ett smalt flöde.
Pulsvaraktigheten är vanligtvis inteöverstiger 0,0001 s, vilket är kortare än en neonblixts varaktighet. Pulsenergin för en rubinlaser är 1 J. Liksom för gasanordningar är principen för rubinlaser baserad på återkopplingseffekten. Detta betyder att intensiteten hos ljusflödet börjar stöds av speglar som interagerar med den optiska resonatorn.
Oftast används en rubin rod laseri formen av bildandet av de nämnda pulserna i storleken på ett millisekund. För att uppnå en längre aktivitetstid ökar teknologer den optiska pumpenergin. Detta görs genom användning av kraftfulla blixtlampor. Eftersom pulsens stigningsfält, på grund av tidpunkten för bildandet av den elektriska laddningen i blixtlampan, kännetecknas av en planhet, börjar rubinlasern att arbeta med en viss fördröjning när antalet aktiva element överstiger tröskelvärdena.
Ibland finns det störningar i genereringen av pulser.Sådana fenomen observeras med vissa intervall efter en minskning av effektindex, det vill säga när kraftpotentialen sjunker under ett tröskelvärde. Teoretiskt kan en rubinlaser fungera i ett kontinuerligt läge, men denna operation kräver användning av kraftigare lampor i designen. I detta fall står faktiskt utvecklarna inför samma problem som när de skapar gaslasrar - olämpigheten med att använda en elementbas med förbättrade egenskaper och som ett resultat begränsa enhetens kapacitet.
Fördelen med feedbackeffekten är mest uttaladuttryckt i icke-resonanta kopplade lasrar. I sådana konstruktioner används dessutom ett spridningselement, vilket gör det möjligt att utstråla ett kontinuerligt frekvensspektrum. En rubin Q-switchad laser används också - dess struktur inkluderar två stavar, en kyld och en okyld. Temperaturdifferensen möjliggör bildandet av två laserstrålar som separeras med våglängd i ångström. Dessa strålar lyser genom en pulserad urladdning, och vinkeln som bildas av deras vektorer är liten.
Sådana lasrar kännetecknas av lågaeffektivitet, men skiljer sig i termisk motstånd. Dessa egenskaper bestämmer den praktiska användningen av lasrar. Idag används de i skapandet av holografi, liksom i industrier där det krävs att utföra operationer med stansning av ultra-exakta hål. De använder också sådana enheter vid svetsoperationer. Till exempel vid tillverkning av elektroniska system för satellitkommunikationsteknik. Inom medicinen fann en rubinlaser också sin plats. Tillämpningen av teknik i denna bransch förklaras återigen av möjligheten att bearbeta med hög precision. Sådana lasrar används som ersättning för sterila hårbotten, vilket tillåter mikrosurgiska operationer.
En rubinaktiv laser på en gångblev det första arbetssystemet av denna typ. Men med utvecklingen av alternativa enheter med gas- och kemiska fyllmedel visade det sig att dess prestanda har många nackdelar. Och detta för att inte nämna det faktum att rubinlaser är en av de mest komplexa när det gäller tillverkning. När dess arbetsegenskaper ökar, gör också kraven för elementen som utgör strukturen. Följaktligen växer kostnaden för anordningen. Utvecklingen av modeller av rubin-kristallaser har emellertid sina baser förknippade med bland annat de unika egenskaperna hos ett aktivt medium i fast tillstånd.
