Struktur dasar laser

1. Media kerja laser

Generasi laser harus memilih media kerja yang sesuai, yang bisa normal, cair, padat atau semikonduktor.Inversi populasi dapat dicapai dalam media ini untuk menciptakan kondisi yang diperlukan untuk mendapatkan sinar laser.Jelas, keberadaan tingkat energi metastabil sangat bermanfaat bagi terwujudnya dunia inversi populasi.Ada hampir 1.000 media kerja, dan panjang gelombang laser yang dapat dihasilkan mencakup berbagai ultraviolet vakum dan inframerah jauh.

Sebagai inti dari laser, ia terdiri dari partikel aktif (keduanya logam) dan matriks.Struktur tingkat energi dari partikel yang diaktifkan menentukan karakteristik spektral dan masa pakai fluoresensi laser dan karakteristik laser lainnya, dan matriks terutama menentukan sifat fisik dan kimia dari zat yang bekerja.Menurut struktur tingkat energi partikel yang diaktifkan, dapat dibagi menjadi sistem tiga tingkat (seperti laser ruby) dan sistem empat tingkat (seperti laser Er:YAG).Ada empat bentuk zat kerja yang umum digunakan: silinder (paling banyak digunakan saat ini), datar, cakram, dan tabung.

2. Sumber insentif

Untuk membuat inversi nomor partikel muncul di media kerja, metode tertentu harus digunakan untuk merangsang sistem atom untuk meningkatkan jumlah partikel di tingkat energi atas.Umumnya, pelepasan gas dapat digunakan untuk menggunakan elektron dengan energi kinetik untuk mengeksitasi atom-atom medium, yang disebut eksitasi listrik;sumber cahaya berdenyut juga dapat digunakan untuk menyinari media kerja, yang disebut eksitasi optik;dan eksitasi termal, eksitasi kimia, dll. Berbagai jenis eksitasi divisualisasikan sebagai pemompaan atau pemompaan.Untuk terus mendapatkan keluaran laser, perlu untuk terus-menerus "memompa" untuk mempertahankan lebih banyak partikel di tingkat energi atas daripada di tingkat energi yang lebih rendah.

3. Sistem konsentrasi

Ada dua fungsi rongga pemusatan, satu adalah untuk secara efektif memasangkan sumber pompa dengan bahan kerja;yang lain adalah untuk menentukan distribusi kepadatan cahaya pompa pada bahan laser, sehingga mempengaruhi keseragaman, divergensi dan distorsi optik dari sinar keluaran.Baik bahan kerja dan sumber pompa dipasang di rongga kondensasi, sehingga kualitas rongga pemekatan secara langsung mempengaruhi efisiensi dan kinerja pemompaan.Rongga kondensor silinder elips adalah yang paling umum digunakan dalam laser solid-state kecil.

4. Resonator optik

Ini terdiri dari cermin refleksi total dan cermin refleksi parsial, yang merupakan bagian penting dari laser solid-state.Selain memberikan umpan balik positif optik untuk mempertahankan osilasi terus menerus dari laser untuk membentuk emisi terstimulasi, resonator optik juga membatasi arah dan frekuensi sinar berosilasi untuk memastikan monokromatisitas tinggi dan direktivitas tinggi dari laser keluaran.Resonator optik dari laser solid-state yang paling sederhana dan umum digunakan terdiri dari dua cermin datar (atau cermin bulat) yang ditempatkan berlawanan satu sama lain.

5. Sistem pendingin dan filter

Sistem pendinginan dan penyaringan adalah perangkat tambahan yang penting untuk laser.Laser solid-state akan menghasilkan efek termal yang serius saat bekerja, jadi tindakan pendinginan biasanya diambil.Hal ini terutama untuk mendinginkan bahan kerja laser, sistem pompa dan rongga konsentrasi untuk memastikan penggunaan normal laser dan perlindungan peralatan.Metode pendinginan meliputi pendinginan cair, pendinginan gas dan pendinginan konduksi, tetapi saat ini metode yang paling banyak digunakan adalah pendinginan cair.Untuk mendapatkan sinar laser dengan monokromatisitas tinggi, sistem filter memainkan peran penting.Sistem penyaringan?Ini dapat menyaring sebagian besar lampu pompa dan beberapa cahaya interferensi lainnya, sehingga monokromatisitas laser keluaran sangat baik.