CO2 lézer
A szén-dioxid lézer , a szén -dioxid lézer (CO 2 lézer) az egyik első típusú gázlézer (1964-ben találták fel [1] ). A 21. század elején az egyik legerősebb lézer, folyamatos emisszióval 80 kW-ig folyamatos üzemmódban, és több száz MW-ig impulzus üzemmódban Q-kapcsolással [2] . Hatékonysága akár 15-20% is lehet [2] . A széndioxid lézerek infravörös tartományban bocsátanak ki 9,4-10,6 mikron hullámhosszal .
A szén-dioxid lézert gumi és műanyag gravírozására , szerves üvegek és fémek vágására , valamint fémek hegesztésére használják, beleértve a nagyon magas hővezető képességű fémeket is, mint például az alumínium és a sárgaréz .
Lézeres készülék
A szén-dioxid lézerek aktív közege CO 2 , nitrogén (N 2 ), hélium (He) gáznemű keveréke. Néha hidrogént (H 2 ) vagy xenont (Xe) is adnak a keverékhez. A szennyeződések szükségesek a lézerben lévő gáz gyulladási potenciáljának csökkentésére, biztosítva az ún. Penning-effektus [3] . A keverék gázkoncentrációinak aránya a konkrét megvalósítástól függ, de a CO 2 és N 2 koncentrációja a keverékben általában 5-20%.
A gerjesztett CO 2 molekulák populációinverzióját gázkisüléssel érik el , és először a nitrogénmolekulák rezgéseit gerjesztik, majd amikor a gerjesztett nitrogénmolekulák CO 2 molekulákkal ütköznek, rezgési energiájuk egy része átkerül a CO 2 molekulákba . Az aktív közegben a gázinverzió további csökkenését a hélium idézi elő, és a cső falait, amelyben az aktív közeg be van zárva, erőszakkal lehűtik gázzal vagy vízzel (nagy teljesítményű lézereknél).
Mivel ezek a lézerek infravörös sugárzást generálnak, speciális anyagokat használnak az optikai elemeik elkészítéséhez. A Fabry-Perot rezonátor tükrök általában ezüstözöttek , a lencsék és ablakok germánium vagy cink-szelenid egykristályokból készülnek, olyan anyagokból, amelyek jól átlátszóak az infravörös sugárzásnak a működési hullámhossz-tartományban. A nagy teljesítményű lézereknél előnyösebb aranyozott tükrök és cink-szelenid használata az átlátszó optikai elemekhez. Néha nagyon drága gyémánt ablakokat és lencséket használnak. A korai CO 2 lézerek alkálifém - kloridok ( NaCl , KCl ) egykristályából készült lencséket és ablakokat használtak , amelyek az infravörös sugárzásnak is nagyon átlátszóak.
Alkalmazás
A szén-dioxid lézer egyik fő alkalmazása a haditechnikában és a lézeres távolságmérő irányzékokban való alkalmazása. A nagyon hosszú hullámhossz a távoli infravörös spektrumban nem teszi lehetővé annak érzékelését a hagyományos lézeres besugárzási érzékelőkkel, amelyek nem rendelkeznek hűtőrendszerrel és a szükséges érzékeny elemekkel. Ezenkívül a távoli infravörös tartományban a köd és a füst hatása a lézersugárra kisebb [4] .
Jegyzetek
- ↑ Patel, CKNContinuous-Wave Laser Action on Vibrational-Rotational Transitions of CO 2 (angol) // Physical Review : Journal. - 1964. - 1. évf. 136. sz . 5A . - P.A1187-A1193 . - doi : 10.1103/PhysRev.136.A1187 . - .
- ↑ 1 2 Kneubühl M. Sigrist: Lézer. 7. Auflage. Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8351-0145-6 , S. 229 ff.
- ↑ Penning-effektus – Fizikai enciklopédia
- ↑ R. C. Harney. CO2 lézerek katonai alkalmazásokhoz . - 1989-01-01. - T. 1042 . - S. 42-54 . - doi : 10.1117/12.951261 .
 Szótárak és enciklopédiák |
|---|