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Laser Solid State Contexte et Histoire

Laser Solid State Contexte et Histoire

Un laser, qui est un acronyme pour Light Amplification par émission stimulée de rayonnement, est un dispositif qui convertit l'énergie électrique ou optique en lumière. L'énergie électrique ou optique est utilisée pour exciter les atomes ou molécules, qui émettent alors (seule longueur d'onde) lumière monochromatique. Unlaser 30000mw se compose d'une cavité, avec le plan ou un miroir sphérique au niveau des extrémités, qui est remplie d'un matériau lasable. Ce matériau peut être excité à un état de semi-stable par la lumière ou une décharge électrique. Le matériau peut être un cristal, le verre, le liquide de teinture ou de gaz dans la mesure où elle peut être excitée de cette manière. Un laser à l'état solide est celui qui utilise un cristal, dont les atomes sont rigidement liés, contrairement à un gaz. Le cristal produit de la lumière laser après la lumière est pompée dans ce soit par une lampe ou un autre laser.

La cavité la plus simple comprend deux miroirs, qui reflète totalement et qui reflète entre 50 et 99%. Comme la lumière rebondit entre ces miroirs, l'intensité augmente. Étant donné que la lumière laser se déplace dans le même sens que d'un faisceau intense, le laser produit une lumière très brillante. Les faisceaux laser peuvent également être projetés sur de grandes distances, et peuvent se concentrer sur une très petite tache.

laser vert puissant 3000mw

Le type de miroir détermine le type de faisceau. Un faisceau très lumineux, très monochromatique et cohérent est produit lorsque un miroir transmet seulement 1-2% de la lumière. Si les miroirs plans sont utilisés, le faisceau est très collimatée (parallèle effectué). Le faisceau sort près d'une extrémité de la cavité lorsque les miroirs concaves sont utilisés. Le type de faisceau dans le premier cas fait des lasers très utiles en médecine, car ces propriétés permettent au médecin de cibler la zone souhaitée avec plus de précision, en évitant d'endommager les tissus environnants.

Un moyen pour exciter les atomes, à un niveau d'énergie plus élevé est d'éclairer le matériau pointeur laser vert 10000mw avec une lumière d'une fréquence supérieure à celle de la lumière laser. Autrement connu comme le pompage optique, ces lasers à l'état solide utilisent une tige de matière cristalline solide avec ses extrémités polies planes et parallèles et revêtues de miroirs pour réfléchir la lumière laser. Les ions sont mis en suspension dans la matrice cristalline et émettent des électrons quand il est excité.

Les côtés de la tige sont laissés clair pour admettre la lumière de la lampe de pompage, qui peut être une décharge de gaz pulsé produisant de la lumière clignotante. Le premier laser à l'état solide utilisé une tige de rubis rose et un cristal artificiel de saphir. Deux lasers solides couramment utilisés aujourd'hui sont Nd: YAG (néodyme: grenat d'yttrium aluminium) et Nd: verre. Les deux l'utilisation du krypton ou des lampes flash au xénon pour le pompage optique. clignote Brilliant de la lumière jusqu'à des milliers de watts peuvent être obtenus et la durée de vie de fonctionnement sont près de 10.000 heures.

Puisque la lumière laser peut être focalisé sur un point précis d'une grande intensité, assez de chaleur peut être générée par un petit laser pulsé pour vaporiser des matériaux différents. Ainsi, les lasers sont utilisés dans divers procédés d'enlèvement de matière, y compris l'usinage. Par exemple, les lasers à rubis sont utilisés pour percer des trous dans des diamants pour des matrices de tirage de fil et en saphirs pour les roulements de montres.

Le concept derrière les lasers a été proposée par Albert Einstein, qui a montré que la lumière est constituée de particules de masse moins appelées photons. Chaque photon a une énergie qui correspond à la fréquence des vagues. Plus la fréquence est élevée, plus l'énergie transportée par les vagues. Einstein et un autre scientifique nommé S. N. Bose ont ensuite développé la théorie du phénomène où les photons ont tendance à voyager ensemble. Tel est le principe derrière le pointeur laser 3000mw.

l'action du laser a été démontré d'abord dans la région de micro-ondes en 1954 par le prix Nobel Charles Townes et collègues. Ils ont prévu un faisceau de molécules d'ammoniac à travers un système d'électrodes de focalisation. Lorsque la puissance des micro-ondes de fréquence appropriée a été passée à travers la cavité, l'amplification a eu lieu et le terme micro-amplification par émission stimulée de rayonnement (M.A.S.E.R.) est né. Le laser à terme a été inventé en 1957 par le physicien Gordon Gould.

Un an plus tard, Townes a travaillé avec Arthur Schawlow et les deux proposé le laser, recevant un brevet en 1960. Cette même année, Theodore Maiman, physicien à Hughes Research Laboratories, a inventé le premier laser pratique. Ce laser est un type à l'état solide, en utilisant un cristal de rubis rose entourée d'un tube flash enfermé dans une cavité cylindrique en aluminium poli refroidi par air forcé. Le cylindre rubis a été polie sur les deux extrémités pour être parallèle à l'intérieur d'un tiers d'une longueur d'onde de la lumière. Chaque extrémité est enduite d'argent évaporé. Ce laser fonctionne en mode pulsé. Deux ans plus tard, un laser à rubis continue a été faite par le remplacement de la lampe flash avec une lampe à arc.

Après que le laser reglage carabine a été démontrée avec succès Maiman, d'autres chercheurs ont essayé divers autres substrats et des terres rares, y compris l'erbium, le néodyme, et même de l'uranium. Grenat d'yttrium aluminium, le verre et les substrats de fluorure de calcium ont été testés. Le développement de puissantes diodes laser (un dispositif qui forme une sortie de lumière cohérente en utilisant des électrodes ou des semi-conducteurs) dans les années 1980 a conduit à des lasers tout état solide-dans le régime continue d'onde qui ont été plus efficace, compacte et fiable. La technologie de diode améliorée au cours des années 1990, par la suite de plus en plus des puissances de sortie des lasers à l'état solide au niveau de multikilowattt.

Nd: YAG et les lasers rubis sont maintenant utilisés dans de nombreuses applications industrielles, scientifiques et médicales, ainsi que d'autres lasers à semi-conducteurs qui utilisent le type de cristaux différents. Nd: YAG sont également utilisés pour la pollution de surveillance, de soudage et d'autres utilisations. Ce type de cristal est le plus largement utilisé, plus de deux tiers des cristaux cultivés sont de ce type. D'autres cristaux étant cultivés comprennent Nd: YVO4 (yttrium orthovanadate), Nd: verre, et Er: YAG.