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什么是工业激光器,它是如何工作的?

authorIcon通过穆罕默德Bahdine2017年5月26日 topicIcon工业激光

对很多人来说,激光就是发射红点的小盒子,能把猫逼疯。但事实上,激光系统被用于许多制造过程中。可用于切割金属或织物材料或标记铝锭等原材料。它们也可用于汽车生产的成品部件用于工业追溯的跟踪代码或用于测量零件的尺寸。有许多工业应用可以受益于激光的使用,它被发现在许多行业。bob体育口碑但在你决定是否激光机器这对你们的应用很有帮助,了解激光的组成部分以及它们是如何工作的可能会很有帮助。

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激光有不同的功率级别、颜色和光束大小,但它们都依赖于相同的原理。工业激光器是什么,它是如何工作的。

现在,让我们把激光想象成一个神奇的黑盒子,光从里面出来。

工业激光器的三个特性和三个组成部分

三个属性

下面是光的三个属性:

  1. 单色
  2. 单方向
  3. 连贯的

激光单色,意思是光束的颜色只有一种特定的颜色。光的颜色是由组成它的电磁波的波长决定的。光束可以是可见光、红外线或紫外线。例如,普通的白炽灯看起来是黄色的,但实际上发出的是绿色、黄色、红色、蓝色甚至是橙色的混合光

《光。它的波长在400到800纳米之间。另一方面,标准的工业红色激光器(例如氦氖)的波长在632.800到632.802纳米之间。普通的白炽灯是多色的,氦氖激光器是单色的。单色性是使激光独特的原因,并允许它的一些特殊应用。

激光是不同的

激光束有一个单方向。它的方向是固定的年代梁diameter很小,在很大的距离上几乎是恒定的。这种光的集中是是什么让激光有很高的功率输出。高能脉冲激光器的功率为兆瓦,足以切割金属。

梁是也被认为是连贯的,意味着光束中的所有光线都是同步的。它们有相同的相位和相同的极性。这种相干性也有助于光束达到高功率。

我们现在知道了从那个魔术黑盒子里出来的东西的特征。那么现在,它实际上是什么呢?

三个组件

这里有三个东西,你需要在你的激光腔(魔术黑盒)有一个工作的激光:

  1. 增益介质
  2. 能量来源
  3. 两个镜子

增益介质是你放入激光腔的材料它可以是固体(红宝石晶体),液体(染料溶液)或气体(氦氖混合物)。它的重要特征是,当它被激发时,会发出所需波长的光。

能源源头e是使增益介质在激光腔内发光的原因。例如,简单选择气体放电可使氦氖气体发光。

这是因为通过激发分子(使用放电),气体中的电子达到更高的能量状态。然而,电子更喜欢处于较低的能态(基态)。所以一些电子会自发地回到基态通过发光消耗多余的能量。在这种情况下,光随机地向各个方向发射,尽管自发发射的光很少。这两个因素都是制造激光的问题。这些问题可以通过使用第三个组件来解决两个镜子

激光是由受激辐射放大光的缩写

镜子被放置在激光腔的两侧,具有临界平行对准。镜子将不断地反射光线,创造出完美垂直的光线。光沿着激光腔的轴线聚集,最终形成高功率激光束。这解决了用随机发出的光创建相干激光束的第一个问题。

第二个问题,自发辐射的稀缺性,是通过激发激发辐射来解决的ns当光波通过附近的激发态电子时,这些电子受到刺激,有更高的可能性进入基态,从而发出与经过它附近的电子相同的波长、方向和偏振的光。

所以现在,我们有一个充满a的空腔增益介质当它被e激发时nergy源,发光。两个镜子可以选择特定的方向,激发光的积累,激发更多的光的发射。那么光是如何从洞里出来的呢?实际上,有一面镜子不能完全反射。它让一些光通过,这就是激光束的产生。这种光束有特殊的特性,可以用于激光打标,清洁、切割甚至焊接。

结论

你现在知道了制造激光的基本原理。现代工业激光器使用更精细的技术来优化,以提高其功率、精度和鲁棒性,但原理是一样的。对于好奇的人,这篇文章在光子学媒体更深入地研究激光的工作

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