Analyse de la construction et des types de lasers

  23 Oct , 2020         Chris         8450

Structure du laser:

1. le milieu de travail du laser

   Pour la production du laser, il faut choisir un milieu de travail approprié, qui peut être ordinaire, liquide, solide ou semi-conducteur.L’inversion du nombre de particules peut être réalisée dans ce milieu pour créer les conditions nécessaires à l’obtention d’un laser.Le cœur du laser est constitué de particules activées et d’une matrice dont la structure des niveaux d’énergie détermine les caractéristiques du laser, telles que les propriétés spectrales et la durée de vie fluorescente, tandis que la matrice détermine principalement les propriétés physico-chimiques de la substance active.Les systèmes à trois niveaux et à quatre niveaux peuvent être divisés en fonction de la structure des niveaux des particules activées.Il existe actuellement quatre formes principales de substances de travail couramment utilisées: cylindrique, plate, disque et tubulaire.

Sources d’incitations 2

   Pour qu’il y ait inversion du nombre de particules dans le milieu de travail, le système atomique doit être excité de telle sorte que le nombre de particules dans le niveau supérieur augmente.On peut généralement utiliser des électrons à énergie cinétique pour exciter les atomes diélectriques par décharge de gaz, ce qui est appelé excitation électrique;Une source lumineuse pulsée peut également éclairer le milieu de travail, appelée excitation optique;Il existe également des excitations thermiques, chimiques, etc.Les différentes méthodes d’excitation sont appelées de façon schématique pompage ou pompage.Pour obtenir une sortie laser constante, il faut constamment "pomper" pour maintenir un nombre plus important de particules dans le niveau supérieur que dans le niveau inférieur.

Systèmes de concentration de la lumière 3

   La chambre de concentration a deux fonctions, l’une est de coupler efficacement la source de pompage avec la substance de travail;L’autre est de déterminer la répartition de la densité optique pompée sur la matière laser, ce qui influence l’homogénéité, la divergence et la distorsion optique du faisceau de sortie.La substance de travail et la source de pompage sont toutes deux installées dans la chambre de condensation, de sorte que les avantages et les inconvénients de la chambre de condensation ont une influence directe sur le rendement et le fonctionnement de la pompe.

   Composé de réflecteurs complets et partiels, il constitue une partie importante des lasers à l’état solide.La chambre de résonance optique, en plus de fournir une rétroaction optique positive pour maintenir l’oscillation continue du laser afin de former la projection excitée, impose des limites à la direction et à la fréquence du faisceau oscillant afin de garantir une haute monochromicité et une haute orientation du laser de sortie.La chambre de résonance optique du laser solide le plus simple et le plus couramment utilisé est constituée de deux miroirs planaires ou sphériques placés en phase.

Systèmes de refroidissement et de filtration 5

   Le système de refroidissement et de filtration est un auxiliaire indispensable du laser.Les lasers à l’état solide produisent des effets thermiques relativement graves lorsqu’ils fonctionnent, de sorte que des mesures de refroidissement sont généralement prises.Il s’agit principalement du refroidissement de la substance de travail du laser, du système de pompage et de la chambre de concentration afin de garantir une utilisation normale du laser et la protection de l’appareil.Les méthodes de refroidissement sont le refroidissement par liquide, le refroidissement par gaz et le refroidissement par conduction, mais c’est actuellement le refroidissement par liquide qui est le plus utilisé.Le système de filtration joue un rôle important dans l’obtention d’un faisceau laser à haute monochromicité.Le système de filtration est capable de filtrer la plus grande partie de la lumière pompée et une partie de la lumière perturbante, ce qui permet une très bonne monochromicité du laser sortant.

Type de laser:

1) lasers à rubis:

   Au lieu d’un faisceau continu et stable, les premiers lasers étaient des rubies qui produisaient des "lasers à impulsions", excités par des ampoules lumineuses scintillantes.La qualité du faisceau produit par ce laser est fondamentalement différente de celle produite par les diodes laser que nous utilisons aujourd’hui.Cette lumière intense, qui ne dure que quelques nanosecondes, est idéale pour capturer des objets facilement mobiles, comme le portrait holographique réalisé pour la première fois en 1967.Les lasers à rubis nécessitent des rubis coûteux et ne produisent que de courtes impulsions de lumière.

2) lasers hélium néon:

Les lasers hélium-néon sont des lasers à gaz souvent utilisés par les holographes.Elle présente deux avantages:

1. produire une sortie laser continue

2. n’utilisant pas de flash pour excitation lumineuse, mais pour excitation électrique de gaz.

3) diodes laser:

  La diode laser est actuellement l’un des lasers les plus utilisés.La combinaison spontanée d’électrons et de trous de part et d’autre de la jonction PN de la diode et le phénomène de la luminescence sont appelés rayonnement spontané.Lorsque le photon produit par le rayonnement spontané traverse le semi-conducteur, une fois qu’il passe près de la paire électron-trou émise, il stimule la combinaison des deux pour produire de nouveaux photons.Ce photon induit un porteur stimulé à se combiner et à émettre de nouveaux photons, ce qui est appelé rayonnement stimulé.Lorsque le courant injecté est suffisamment important, il se forme une distribution de porteuses opposée à l’état d’équilibre thermique, c’est-à-dire une inversion du nombre de particules.