Шинжлэх ухаан, технологийн дэвшлийн үр жимс нь онолын үндэслэлийг бэлтгэсний дараа шууд бодит практик илэрхийлэлээ олдоггүй. Энэ нь лазерын технологид тохиолдсон бөгөөд түүний боломжуудыг одоогоор бүрэн тодруулаагүй байна. Оптик квант генераторын онолыг үндэслэн цахилгаан соронзон цацраг ялгаруулдаг төхөөрөмжүүдийн тухай ойлголтыг лазер технологийг оновчтой болгосны улмаас хэсэгчлэн эзэмшсэн. Гэсэн хэдий ч оптик цацрагийн боломж нь ирээдүйд хэд хэдэн нээлт хийх үндэс болж чадна гэдгийг мэргэжилтнүүд тэмдэглэж байна.
Төхөөрөмжийн ажиллах зарчим
Энэ тохиолдолд квант генераторыг өдөөгдсөн монохромат, цахилгаан соронзон эсвэл когерент цацрагийн нөхцөлд оптик мужид ажилладаг лазер төхөөрөмж гэж ойлгодог. Орчуулгад лазер гэдэг үгийн гарал үүсэл нь гэрлийн өсгөлтийн нөлөөг илтгэнэ.өдөөгдсөн ялгаруулалтаар. Өнөөдрийг хүртэл лазер төхөөрөмжийг хэрэгжүүлэх хэд хэдэн үзэл баримтлал байдаг бөгөөд энэ нь янз бүрийн нөхцөлд оптик квант генераторын ажиллах зарчмуудын тодорхой бус байдалтай холбоотой юм.
Гол ялгаа нь лазерын цацрагийн зорилтот бодистой харилцан үйлчлэх зарчим юм. Цацрагийн явцад энерги нь тодорхой хэсгүүдэд (квант) нийлүүлдэг бөгөөд энэ нь ялгаруулагчийн ажлын орчин эсвэл зорилтот объектын материалд үзүүлэх нөлөөллийн шинж чанарыг хянах боломжийг олгодог. Лазерын цахилгаан химийн болон оптик нөлөөллийн түвшинг тохируулах боломжийг олгодог үндсэн параметрүүдийн дотроос фокус, урсгалын концентрацийн зэрэг, долгионы урт, чиглэл гэх мэтийг ялгаж үздэг. Технологийн зарим процесст цацрагийн цаг хугацааны горим нь мөн адил үүрэг гүйцэтгэдэг. үүрэг - жишээлбэл, импульсийн үргэлжлэх хугацаа нь хэдэн секундээс хэдэн арван фемтосекунд хүртэл байж, нэг мөчөөс хэдэн жил хүртэлх интервалтай байж болно.
Синергик лазер бүтэц
Оптик лазерын тухай ойлголт үүсэх үед физикийн хувьд квант цацрагийн системийг эрчим хүчний хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бие даасан зохион байгуулалтын нэг хэлбэр гэж ерөнхийд нь ойлгодог байв. Ийнхүү синергетикийн тухай ойлголт үүссэн бөгөөд энэ нь лазерын хувьслын хөгжлийн үндсэн шинж чанар, үе шатуудыг томъёолох боломжийг олгосон юм. Лазерын төрөл, үйл ажиллагааны зарчмаас үл хамааран систем тогтворгүй болж, нэгэн зэрэг нээгдэх үед түүний үйл ажиллагааны гол хүчин зүйл нь гэрлийн атомуудын тэнцвэрт байдлаас гарах явдал юм.
Цацрагийн орон зайн тэгш хэмийн хазайлт нь импульс үүсэх нөхцөлийг бүрдүүлдэг.урсгал. Шахах (хазайлт) тодорхой утгад хүрсний дараа когерент цацрагийн оптик квант генераторыг хянах боломжтой болж, өөрийгөө зохион байгуулах системийн элементүүдтэй эмх цэгцтэй задрах бүтэц болж хувирдаг. Тодорхой нөхцөлд төхөөрөмж нь циклээр импульсийн цацрагийн горимд ажиллах боломжтой бөгөөд түүний өөрчлөлт нь эмх замбараагүй импульс үүсгэдэг.
Лазер ажиллах бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Одоо үйл ажиллагааны зарчмаас тодорхой шинж чанартай лазер систем ажилладаг тодорхой физик, техникийн нөхцөл рүү шилжих нь зүйтэй. Оптик квант генераторын гүйцэтгэлийн үүднээс авч үзвэл хамгийн чухал нь идэвхтэй орчин юм. Үүнээс, ялангуяа урсгалын олшруулалтын эрч хүч, санал хүсэлт, оптик дохионы шинж чанараас хамаарна. Жишээлбэл, ихэнх лазер төхөөрөмжүүд ажиллаж байгаа хийн хольцод цацраг туяа үүсч болно.
Дараагийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь эрчим хүчний эх үүсвэрээр илэрхийлэгдэнэ. Түүний тусламжтайгаар идэвхтэй орчны атомуудын популяцийн урвуу байдлыг хадгалах нөхцөлийг бүрдүүлдэг. Хэрэв бид синергетик бүтэцтэй зүйрлэвэл энэ нь гэрлийн хэвийн төлөвөөс хазайх нэг төрлийн хүчин зүйл болох эрчим хүчний эх үүсвэр юм. Дэмжлэг нь илүү хүчтэй байх тусам системийн шахалт ихсэх ба лазерын нөлөө илүү үр дүнтэй байдаг. Ажлын дэд бүтцийн гурав дахь бүрэлдэхүүн хэсэг нь резонатор бөгөөд ажлын орчинг дайран өнгөрөхдөө олон тооны цацрагийг өгдөг. Ижил бүрэлдэхүүн хэсэг нь ашигтай орчинд оптик цацрагийн гаралтад хувь нэмэр оруулдагспектр.
He-Ne лазер төхөөрөмж
Орчин үеийн лазерын хамгийн түгээмэл хэлбэр хүчин зүйл бөгөөд бүтцийн үндэс нь хий ялгаруулах хоолой, оптик резонатор толь, цахилгаан тэжээл юм. Ажлын орчинд (хоолой дүүргэгч) нэрээр нь гели ба неон хольцыг ашигладаг. Хоолой нь өөрөө кварцын шилээр хийгдсэн байдаг. Стандарт цилиндр хэлбэрийн бүтцийн зузаан нь 4-15 мм, урт нь 5 см-ээс 3 м-ийн хооронд хэлбэлздэг. Хоолойн төгсгөлд тэдгээр нь бага зэрэг налуутай хавтгай шилээр хаагддаг бөгөөд энэ нь лазерын туйлшралын хангалттай түвшинг баталгаажуулдаг..
Гелий-неон хольц дээр суурилсан оптик квант генератор нь 1.5 ГГц дарааллын цацрагийн зурвасын спектрийн жижиг өргөнтэй. Энэ шинж чанар нь интерферометр, харааны мэдээлэл уншигч, спектроскопи гэх мэт олон төрлийн үйл ажиллагааны давуу талыг бий болгодог.
Хагас дамжуулагч лазер төхөөрөмж
Ийм төхөөрөмж дэх ажлын орчны байрыг хагас дамжуулагч эзэлдэг бөгөөд энэ нь гурван буюу таван валент химийн бодис (цахиур, индий) бүхий хольц хэлбэрээр талст элементүүд дээр суурилдаг. Дамжуулах чадварын хувьд энэ лазер нь диэлектрик ба бүрэн дамжуулагчийн хооронд байрладаг. Ажлын чанарын ялгаа нь температурын үзүүлэлт, хольцын концентраци, зорилтот материалд үзүүлэх физик нөлөөллийн шинж чанараар дамждаг. Энэ тохиолдолд шахах эрчим хүчний эх үүсвэр нь цахилгаан байж болно.соронзон цацраг эсвэл электрон цацраг.
Оптик хагас дамжуулагч квант генераторын төхөөрөмж нь ихэвчлэн хатуу материалаар хийсэн хүчирхэг LED ашигладаг бөгөөд энэ нь их хэмжээний энерги хуримтлуулах чадвартай. Өөр нэг зүйл бол цахилгаан болон механик ачаалал ихэссэн нөхцөлд ажиллах нь ажлын элементүүдийн элэгдэлд хурдан хүргэдэг.
Будаг лазер төхөөрөмж
Энэ төрлийн оптик генераторууд нь пикосекунд хүртэлх импульсийн үргэлжлэх хугацаатай лазер технологийн шинэ чиглэлийг бий болгох үндэс суурийг тавьсан. Энэ нь органик будагч бодисыг идэвхтэй орчин болгон ашигласны үр дүнд боломжтой болсон ч шахах функцийг өөр лазер, ихэвчлэн аргоноор гүйцэтгэх ёстой.
Будаг дээрх оптик квант генераторын дизайны хувьд вакуум нөхцөл бүрддэг хэт богино импульсийг хангахын тулд кювет хэлбэрийн тусгай суурийг ашигладаг. Ийм орчинд цагираган резонатортой загварууд нь шингэн будгийг 10 м/с хүртэл хурдтайгаар шахах боломжийг олгодог.
Шилэн кабелийн ялгаруулагчийн онцлог
Резонаторын функцийг шилэн кабелиар гүйцэтгэдэг лазер төхөөрөмж. Ашиглалтын шинж чанарын үүднээс авч үзвэл энэ генератор нь оптик цацрагийн эзэлхүүний хувьд хамгийн бүтээмжтэй юм. Энэ нь төхөөрөмжийн загвар нь бусад төрлийн лазертай харьцуулахад маш даруухан хэмжээтэй байсан ч гэсэн.
КЭнэ төрлийн оптик квант генераторын онцлог шинж чанарууд нь насосны эх үүсвэрийг холбох боломжийн хувьд олон талт байдлыг агуулдаг. Үүнд ихэвчлэн оптик долгионы хөтчийн бүхэл бүлгийг ашигладаг бөгөөд эдгээр нь идэвхтэй бодис бүхий модулиудад нэгтгэгддэг бөгөөд энэ нь төхөөрөмжийн бүтэц, үйл ажиллагааг оновчтой болгоход хувь нэмэр оруулдаг.
Удирдлагын тогтолцооны хэрэгжилт
Төхөөрөмжүүдийн дийлэнх нь цахилгаан суурь дээр суурилдаг тул шууд болон шууд бусаар эрчим хүч шахах боломжтой. Хамгийн энгийн системүүдэд энэхүү цахилгаан хангамжийн системээр дамжуулан тодорхой оптик муж дахь цацрагийн эрчмэд нөлөөлдөг тэжээлийн үзүүлэлтүүдийг хянадаг.
Мэргэжлийн квант генераторууд нь урсгалыг удирдахад зориулагдсан хөгжсөн оптик дэд бүтцийг агуулдаг. Ийм модулиудаар дамжуулан ялангуяа цоргоны чиглэл, импульсийн хүч, урт, давтамж, температур болон бусад үйл ажиллагааны шинж чанаруудыг хянадаг.
Лазерын хэрэглээний талбарууд
Хэдийгээр оптик генераторууд нь бүрэн илчлэгдээгүй хүчин чадалтай төхөөрөмжүүд хэвээр байгаа ч өнөөдөр тэдгээрийг ашиглахгүй газар нутгийг нэрлэхэд хэцүү байна. Тэд хатуу материалыг хамгийн бага зардлаар огтлох өндөр үр ашигтай хэрэгсэл болохын хувьд үйлдвэрлэлд хамгийн үнэ цэнэтэй практик үр нөлөөг өгсөн.
Оптик квант генераторыг нүдний бичил мэс засал, гоо сайхны чиглэлээр анагаах ухаанд өргөн ашигладаг. Жишээлбэл, бүх нийтийн лазерЦусгүй хясаа гэж нэрлэгддэг хуйвалдаан нь анагаах ухаанд зөвхөн задлах төдийгүй биологийн эдийг холбох боломжийг олгодог хэрэгсэл болжээ.
Дүгнэлт
Өнөөдөр оптик цацрагийн генераторыг хөгжүүлэх хэд хэдэн ирээдүйтэй чиглэлүүд байна. Хамгийн алдартай нь давхаргын синтезийн технологи, 3D загварчлал, робот техниктэй (лазер трекер) хослуулах үзэл баримтлал гэх мэт. Тухайн тохиолдол бүрт оптик квант генераторууд нь гадаргуугийн боловсруулалтаас эхлээд өөрийн гэсэн тусгай хэрэглээтэй байх болно гэж үздэг. материал ба хэт хурдан нийлмэл бүтээгдэхүүн бий болгож цацрагаар гал унтраах.
Илүү төвөгтэй ажлуудад лазер технологийн хүчийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай бөгөөд үүний үр дүнд түүний аюулын босго нэмэгдэх нь ойлгомжтой. Хэрэв өнөөдөр ийм төхөөрөмжтэй ажиллахдаа аюулгүй байдлыг хангах гол шалтгаан нь нүдэнд хортой нөлөө үзүүлж байгаа бол ирээдүйд тоног төхөөрөмж ашиглах ажлыг зохион байгуулж буй материал, объектыг тусгайлан хамгаалах талаар ярьж болно.
