เลเซอร์ตัวแรกปรากฏขึ้นเมื่อหลายสิบปีก่อน และจนถึงทุกวันนี้ส่วนนี้กำลังได้รับการส่งเสริมโดยบริษัทที่ใหญ่ที่สุด นักพัฒนาซอฟต์แวร์ได้รับคุณสมบัติใหม่ๆ ของอุปกรณ์เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้ผู้ใช้ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในทางปฏิบัติ
เลเซอร์ทับทิมแบบโซลิดสเตตไม่ถือว่าเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่มีแนวโน้มดีที่สุดในประเภทนี้ แต่สำหรับข้อบกพร่องทั้งหมด ก็ยังคงพบช่องที่ใช้งานได้
ข้อมูลทั่วไป
ทับทิมเลเซอร์อยู่ในหมวดหมู่ของอุปกรณ์โซลิดสเตต เมื่อเทียบกับสารเคมีและก๊าซ พวกมันมีกำลังที่ต่ำกว่า สิ่งนี้อธิบายได้จากความแตกต่างในลักษณะขององค์ประกอบเนื่องจากมีการแผ่รังสี ตัวอย่างเช่น เลเซอร์เคมีชนิดเดียวกันสามารถสร้างฟลักซ์แสงที่มีกำลังหลายร้อยกิโลวัตต์ ในบรรดาคุณสมบัติที่แยกแยะความแตกต่างของเลเซอร์ทับทิมนั้นมีความเป็นเอกรงค์ในระดับสูงรวมถึงความสอดคล้องของรังสี นอกจากนี้ บางรุ่นยังเพิ่มความเข้มข้นของพลังงานแสงในอวกาศ ซึ่งเพียงพอสำหรับเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชันโดยการให้ความร้อนกับพลาสม่าด้วยลำแสง
ตามความหมายของชื่อในสารออกฤทธิ์ของเลเซอร์คือคริสตัลทับทิมที่นำเสนอในรูปของทรงกระบอก ในกรณีนี้ ปลายก้านจะขัดด้วยวิธีพิเศษ เพื่อให้เลเซอร์ทับทิมให้พลังงานรังสีสูงสุด ด้านข้างของคริสตัลจะถูกประมวลผลจนกว่าจะถึงตำแหน่งระนาบขนานที่สัมพันธ์กัน ในเวลาเดียวกัน ปลายจะต้องตั้งฉากกับแกนขององค์ประกอบ ในบางกรณี ปลายซึ่งทำหน้าที่เป็นกระจกในบางวิธี จะถูกเคลือบด้วยฟิล์มอิเล็กทริกหรือชั้นเงินเพิ่มเติม
เครื่องเลเซอร์ทับทิม
อุปกรณ์ประกอบด้วยห้องที่มีเครื่องสะท้อนเสียงและแหล่งพลังงานที่กระตุ้นอะตอมของคริสตัล ไฟแฟลชซีนอนสามารถใช้เป็นตัวกระตุ้นแฟลชได้ แหล่งกำเนิดแสงตั้งอยู่ตามแกนหนึ่งของตัวสะท้อนที่มีรูปทรงกระบอก อีกด้านหนึ่งเป็นองค์ประกอบทับทิม ตามกฎแล้วจะใช้แท่งที่มีความยาว 2-25 ซม.
resonator นำแสงเกือบทั้งหมดจากโคมไฟไปยังคริสตัล ควรสังเกตว่าหลอดไฟซีนอนบางดวงอาจไม่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูง ซึ่งจำเป็นสำหรับการสูบน้ำคริสตัลด้วยแสง ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์เลเซอร์ทับทิมซึ่งรวมถึงแหล่งกำเนิดแสงซีนอนจึงได้รับการออกแบบสำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่องซึ่งเรียกอีกอย่างว่าพัลซิ่ง สำหรับก้านนั้นมักจะทำจากแซฟไฟร์เทียมซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามต้องการเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเลเซอร์
หลักการเลเซอร์
เมื่อเปิดใช้งานอุปกรณ์โดยเปิดหลอดไฟ เอฟเฟกต์การผกผันจะเกิดขึ้นกับการเพิ่มระดับของโครเมียมไอออนในคริสตัล ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ปริมาณโฟตอนที่ปล่อยออกมาเพิ่มขึ้นจากหิมะถล่ม ในกรณีนี้ จะสังเกตการป้อนกลับบนตัวสะท้อนซึ่งมาจากพื้นผิวกระจกที่ปลายแกนแข็ง นี่คือวิธีการสร้างโฟลว์ที่มีทิศทางแคบ
ระยะเวลาการเต้นของชีพจรตามกฎแล้วไม่เกิน 0.0001 วินาที ซึ่งสั้นกว่าเมื่อเทียบกับระยะเวลาของแสงนีออน พลังงานพัลส์ของเลเซอร์ทับทิมคือ 1 เจ เช่นเดียวกับในกรณีของอุปกรณ์แก๊ส หลักการทำงานของเลเซอร์ทับทิมก็ขึ้นอยู่กับผลป้อนกลับด้วย ซึ่งหมายความว่าความเข้มของฟลักซ์แสงจะเริ่มคงอยู่โดยกระจกที่โต้ตอบกับเรโซเนเตอร์ออปติคัล
โหมดเลเซอร์
ส่วนใหญ่มักใช้เลเซอร์ที่มีแท่งทับทิมในโหมดการก่อตัวของพัลส์ที่กล่าวถึงด้วยค่ามิลลิวินาที เพื่อให้มีเวลาแอกทีฟนานขึ้น เทคโนโลยีจึงเพิ่มพลังงานการสูบด้วยแสง ซึ่งทำได้โดยใช้ไฟแฟลชอันทรงพลัง เนื่องจากสนามการเจริญเติบโตของพัลส์เนื่องจากเวลาของการก่อตัวของประจุไฟฟ้าในหลอดแฟลชนั้นมีความเรียบ การทำงานของเลเซอร์ทับทิมเริ่มต้นด้วยความล่าช้าในช่วงเวลาที่จำนวนขององค์ประกอบที่ใช้งานเกิน ค่าเกณฑ์
บางครั้งก็มีการหยุดชะงักของการสร้างแรงกระตุ้น ปรากฏการณ์ดังกล่าวจะสังเกตได้ในช่วงเวลาหนึ่งหลังจากตัวบ่งชี้กำลังลดลงนั่นคือเมื่อศักย์ไฟฟ้าลดลงต่ำกว่าค่าเกณฑ์ เลเซอร์ทับทิมสามารถทำงานในโหมดต่อเนื่องในทางทฤษฎีได้ แต่การทำงานดังกล่าวต้องใช้หลอดไฟที่ทรงพลังกว่าในการออกแบบ อันที่จริง ในกรณีนี้ นักพัฒนาต้องเผชิญกับปัญหาเช่นเดียวกับเมื่อสร้างเลเซอร์ก๊าซ - ความไม่ถูกต้องในการใช้ฐานองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติขั้นสูงและทำให้ความสามารถของอุปกรณ์ลดลง
ดู
ประโยชน์ของเอฟเฟกต์ป้อนกลับนั้นเด่นชัดที่สุดในเลเซอร์ที่มีการคัปปลิ้งแบบไม่เรโซแนนซ์ ในการออกแบบดังกล่าว ใช้องค์ประกอบการกระเจิงเพิ่มเติม ซึ่งทำให้สามารถแผ่สเปกตรัมความถี่ต่อเนื่องได้ นอกจากนี้ยังใช้เลเซอร์ทับทิม Q-switched - การออกแบบประกอบด้วยสองแท่งแบบระบายความร้อนและไม่เย็น ความแตกต่างของอุณหภูมิทำให้เกิดลำแสงเลเซอร์สองลำ ซึ่งแยกจากกันด้วยความยาวคลื่นเป็นอังสตรอม ลำแสงเหล่านี้ส่องผ่านการปล่อยคลื่นเป็นจังหวะ และมุมที่เกิดจากเวกเตอร์ต่างกันด้วยค่าเล็กน้อย
เลเซอร์ทับทิมใช้ที่ไหน
เลเซอร์ดังกล่าวมีประสิทธิภาพต่ำ แต่มีความโดดเด่นด้วยความเสถียรทางความร้อน คุณสมบัติเหล่านี้เป็นตัวกำหนดทิศทางของการใช้เลเซอร์ในทางปฏิบัติ ทุกวันนี้ใช้ในการสร้างโฮโลแกรมเช่นเดียวกับในอุตสาหกรรมที่จำเป็นในการดำเนินการเจาะรู อุปกรณ์ดังกล่าวยังใช้ในงานเชื่อม ตัวอย่างเช่น ในการผลิตระบบอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการสนับสนุนด้านเทคนิคของการสื่อสารผ่านดาวเทียม เลเซอร์ทับทิมยังพบว่ามีอยู่ในยา การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีในอุตสาหกรรมนี้เกิดขึ้นอีกครั้งเนื่องจากความเป็นไปได้ของการประมวลผลที่มีความแม่นยำสูง เลเซอร์ดังกล่าวใช้แทนมีดผ่าตัดที่ปลอดเชื้อ ซึ่งช่วยให้ทำการผ่าตัดระดับจุลภาคได้
สรุป
เลเซอร์ที่มีสารทับทิมในครั้งเดียวกลายเป็นระบบปฏิบัติการประเภทนี้เป็นครั้งแรก แต่ด้วยการพัฒนาอุปกรณ์ทางเลือกที่มีสารเติมแต่งก๊าซและสารเคมี เห็นได้ชัดว่าประสิทธิภาพของอุปกรณ์นั้นมีข้อเสียอยู่หลายประการ และนี่ยังไม่รวมถึงความจริงที่ว่าเลเซอร์ทับทิมเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ยากที่สุดในแง่ของการผลิต เมื่อคุณสมบัติการทำงานเพิ่มขึ้น ข้อกำหนดสำหรับองค์ประกอบที่ประกอบเป็นโครงสร้างก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้นค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อย่างไรก็ตาม การพัฒนาแบบจำลองเลเซอร์ทับทิม-คริสตัลมีเหตุผลของมันเอง ซึ่งเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติเฉพาะของสื่อแอคทีฟโซลิดสเตต
