Цифра "13" в названии подразделения смутила энтузиастов лазерного дела только поначалу, со временем все сомнения развеялись, ибо la15 лазер неодимовый отзывы здесь установка на основе йодного лазера "Искра-5" стала не только достоянием неодимовый лазера конструкция в английском, но и национальной гордостью России. Алексеев, А. Класс 4. Оптические купить аппарат для узи сердца в волоконно-оптических линиях связиобработка металлов резка, сварка, гравировкатермораскалывание стекла, медицина, косметология. Но предварил ее запуск в году одноканальной установки "Искра-3" с энергией до Дж и мощностью почти 0,3 ТВт.
- Неодимовые лазеры москва цены
- Эпиляция диодным лазером результаты
- Промежутки между лазерной эпиляцией александритовым лазером купить
- Диодный и александритовый лазер в чем разница
Ослабление моноимпульса неодимового лазера в цветных оптических стёклах
Физической основой работы лазера служит квантовомеханическое явление вынужденного индуцированного излучения. Излучение лазера может быть непрерывным, с постоянной мощностью , или импульсным , достигающим предельно больших пиковых мощностей. В некоторых схемах рабочий элемент лазера используется в качестве оптического усилителя для излучения от другого источника. Существует большое количество видов лазеров, использующих в качестве рабочей среды все агрегатные состояния вещества.
Некоторые типы лазеров, например, лазеры на растворах красителей или полихроматические твердотельные лазеры , могут генерировать целый набор частот мод оптического резонатора в широком спектральном диапазоне. Габариты лазеров разнятся от микроскопических для ряда полупроводниковых лазеров до размеров футбольного поля для некоторых лазеров на неодимовом стекле. Уникальные свойства излучения лазеров позволили использовать их в различных отраслях науки и техники , а также в быту , начиная с чтения и записи компакт-дисков , штрих-кодов и заканчивая исследованиями в области управляемого термоядерного синтеза.
Физической основой работы лазера служит явление вынужденного индуцированного излучения [ 9 ]. Суть явления состоит в том, что возбуждённый атом или другая квантовая система способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение является его «точной копией».
Таким образом происходит усиление света. Этим явление отличается от спонтанного излучения , в котором излучаемые фотоны имеют случайные направления распространения, поляризацию и фазу [ 10 ] [ 11 ]. Вероятность того, что случайный фотон вызовет индуцированное излучение возбуждённого атома, в точности равняется вероятности поглощения этого фотона атомом, находящимся в невозбуждённом состоянии [ 12 ]. Поэтому для усиления света необходимо, чтобы возбуждённых атомов в среде было больше, чем невозбуждённых так называемая инверсия населённостей.
В состоянии термодинамического равновесия это условие не выполняется, поэтому используются различные системы накачки активной среды лазера оптические , электрические , химические и др. Первоисточником генерации является процесс спонтанного излучения, поэтому для обеспечения преемственности поколений фотонов необходимо существование положительной обратной связи , за счёт которой излучённые фотоны вызывают последующие акты индуцированного излучения. Для этого активная среда лазера помещается в оптический резонатор. В простейшем случае он представляет собой два зеркала , установленных друг напротив друга, одно из которых полупрозрачное — через него луч лазера частично выходит из резонатора.
Отражаясь от зеркал, пучок излучения многократно проходит по резонатору, вызывая в нём индуцированные переходы. Излучение может быть как непрерывным, так и импульсным. При этом, используя различные приборы вращающиеся призмы , ячейки Керра и др. Этот режим работы лазера называют режимом модулированной добротности. Генерируемое лазером излучение является монохроматическим одной или дискретного набора длин волн , поскольку вероятность излучения фотона определённой длины волны больше, чем близко расположенной, связанной с уширением спектральной линии, а, соответственно, и вероятность индуцированных переходов на этой частоте тоже имеет максимум.
Поэтому постепенно в процессе генерации фотоны данной длины волны будут доминировать над всеми остальными фотонами [ 13 ]. Кроме этого, из-за особого расположения зеркал, в лазерном луче сохраняются лишь те фотоны, которые распространяются в направлении, параллельном оптической оси резонатора на небольшом расстоянии от неё, остальные фотоны быстро покидают объём резонатора. Таким образом, луч лазера имеет очень малый угол расходимости [ 14 ].
Наконец, луч лазера имеет строго определённую поляризацию. Для этого в резонатор вводят различные поляризаторы , например, ими могут служить плоские стеклянные пластинки, установленные под углом Брюстера к направлению распространения луча лазера [ 15 ]. В настоящее время в качестве рабочей среды лазера используются различные агрегатные состояния вещества : твёрдое , жидкое , газообразное , плазма [ 16 ]. В обычном состоянии число атомов, находящихся на возбуждённых энергетических уровнях, определяется распределением Больцмана [ 17 ] :. Иными словами, таких атомов, находящихся в возбужденном состоянии, меньше, чем в основном, поэтому вероятность того, что фотон , распространяясь по среде, вызовет вынужденное излучение, также мала по сравнению с вероятностью его поглощения.
Поэтому электромагнитная волна , проходя по веществу, расходует свою энергию на возбуждение атомов. Интенсивность излучения при этом падает по закону Бугера [ 2 ] :. Поскольку зависимость экспоненциальная , излучение очень быстро поглощается. В том случае, когда число возбуждённых атомов больше, чем невозбуждённых то есть в состоянии инверсии населённостей , ситуация прямо противоположна. Акты вынужденного излучения преобладают над поглощением, и излучение усиливается по закону [ 2 ] :. В реальных лазерах усиление происходит до тех пор, пока величина поступающей за счёт вынужденного излучения энергии не станет равной величине энергии, теряемой в резонаторе [ 18 ]. Эти потери связаны с насыщением метастабильного уровня рабочего вещества, после чего энергия накачки идёт только на его разогрев, а также с наличием множества других факторов рассеяние на неоднородностях среды, поглощение примесями , неидеальность отражающих зеркал, полезное и нежелательное излучение в окружающую среду и пр.
Для создания инверсной населённости среды лазера используются различные механизмы. В твердотельных лазерах она осуществляется за счёт облучения мощными газоразрядными лампами-вспышками , сфокусированным солнечным излучением так называемая оптическая накачка и излучением других лазеров в частности, полупроводниковых [ 10 ] [ 19 ]. При этом возможна работа только в импульсном или импульсно-периодическом режиме, поскольку требуются очень большие плотности энергии накачки, вызывающие при длительном воздействии сильный разогрев и разрушение стержня рабочего вещества [ 20 ]. В газовых и жидкостных лазерах см. Такие лазеры работают в непрерывном режиме. Накачка химических лазеров происходит посредством протекания в их активной среде химических реакций.
При этом инверсия населённостей возникает либо непосредственно у продуктов реакции, либо у специально введённых примесей с подходящей структурой энергетических уровней. Накачка полупроводниковых лазеров происходит под действием сильного прямого тока через p-n-переход , а также пучком электронов. Существуют и другие методы накачки газодинамические, заключающиеся в резком охлаждении предварительно нагретых газов ; фотодиссоциация , частный случай химической накачки и др. Классическая трёхуровневая система накачки рабочей среды используется, например, в рубиновом лазере. Из-за влияния электрического поля кристаллической решётки корунда внешний энергетический уровень хрома E 2 расщеплён см.
Именно это делает возможным использование немонохроматического излучения в качестве накачки [ 10 ]. При этом атом переходит из основного состояния с энергией E 0 в возбуждённое с энергией около E 2. Возникает возможность осуществления индуцированного излучения под воздействием других случайных фотонов. Как только атомов, находящихся в метастабильном состоянии, становится больше, чем в основном, начинается процесс генерации [ 18 ] [ 21 ]. Создать инверсию населённостей атомов хрома Cr с помощью накачки непосредственно с уровня E 0 на уровень E 1 нельзя.
Это связано с тем, что если поглощение и вынужденное излучение происходят между двумя уровнями, то оба эти процесса протекают с одинаковой скоростью. Поэтому в данном случае накачка может лишь уравнять населённости двух уровней, чего недостаточно для возникновения генерации [ 10 ]. Здесь между метастабильным E 2 и основным уровнем E 0 имеется промежуточный — рабочий уровень E 1. Вынужденное излучение происходит при переходе атома между уровнями E 2 и E 1. Преимущество этой схемы заключается в том, что в данном случае легко выполнить условие инверсной населенности, так как время жизни верхнего рабочего уровня E 2 на несколько порядков больше времени жизни нижнего уровня E 1.
Это значительно снижает требования к источнику накачки [ 18 ]. Кроме того, подобная схема позволяет создавать мощные лазеры, работающие в непрерывном режиме, что очень важно для некоторых применений [ 16 ]. Зеркала лазера не только обеспечивают существование положительной обратной связи, но и работают как резонатор, поддерживая одни генерируемые лазером моды , соответствующие стоячим волнам данного резонатора [ 22 ] , и подавляя другие [ 17 ]. Если на оптической длине L резонатора укладывается целое число полуволн n :.
Все остальные волны с близко расположенными частотами постепенно гасят друг друга. Таким образом, спектр собственных частот оптического резонатора определяется соотношением:. Интервалы между соседними частотами резонатора одинаковы и равны. Линии в спектре излучения в силу различных причин доплеровское уширение , внешние электрические и магнитное поля, квантовомеханическое эффекты и др. В этом случае излучение лазера будет многомодовым [ 23 ]. Синхронизация этих мод позволяет добиться того, чтобы излучение представляло собой последовательность коротких и мощных импульсов.
Условие усиления тогда принимает вид [ 17 ] :. Это приводит к тому, что интенсивность пучка лучей лазера различна в разных точках плоскости , перпендикулярной этому пучку. Здесь наблюдается система светлых пятен, разделённых тёмными узловыми линиями. Для устранения этих нежелательных эффектов используют различные диафрагмы , рассеивающие нити, а также применяют различные схемы оптических резонаторов [ 24 ].
С момента своего изобретения лазеры зарекомендовали себя как «готовые решения ещё неизвестных проблем» [ 39 ]. В силу уникальных свойств излучения лазеров, они широко применяются во многих отраслях науки и техники, а также в быту проигрыватели компакт-дисков , лазерные принтеры , считыватели штрихкодов , лазерные указки и пр. Легко достижимая высокая плотность энергии излучения позволяет производить локальную термическую обработку и связанную с ней механическую обработку резку , сварку , пайку , гравировку. Точный контроль зоны нагрева позволяет сваривать материалы, которые невозможно сварить обычными способами к примеру, керамику и металл.
Луч лазера может быть сфокусирован в точку диаметром порядка микрона , что позволяет использовать его в микроэлектронике для прецизионной механической обработки материалов резка полупроводниковых кристаллов, сверление особо тонких отверстий в печатных платах [ 40 ]. Широкое применение получила также лазерная маркировка и художественная гравировка изделий из различных материалов [ 41 ] в том числе объёмная гравировка прозрачных материалов.
Лазеры используются для получения поверхностных покрытий материалов лазерное легирование , лазерная наплавка , вакуумно-лазерное напыление с целью повышения их износостойкости. При лазерной обработке материалов на них не оказывается механическое воздействие, зона нагрева мала, поэтому возникают лишь незначительные термические деформации. Кроме того, весь технологический процесс может быть полностью автоматизирован. Лазерная обработка потому характеризуется высокой точностью и производительностью.
Лазеры применяются в голографии для создания самих голограмм и получения голографического объёмного изображения. Эти свойства используются в спектроскопии , а также при изучении нелинейных оптических эффектов. С использованием лазера удалось измерить расстояние до Луны с точностью до нескольких сантиметров. Лазерная локация космических объектов уточнила значения ряда фундаментальных астрономических постоянных и способствовала уточнению параметров космической навигации , расширила представления о строении атмосферы и поверхности планет Солнечной системы [ 18 ].
В астрономических телескопах , снабжённых адаптивной оптической системой коррекции атмосферных искажений, лазер применяют для создания искусственных опорных звезд в верхних слоях атмосферы. Применение лазеров в метрологии и измерительной технике не ограничивается измерением расстояний. Лазеры находят здесь разнообразнейшее применение: для измерения времени, давления, температуры, скорости потоков жидкостей и газов, угловой скорости лазерный гироскоп , концентрации веществ, оптической плотности, разнообразных оптических параметров и характеристик, в виброметрии и др.
Сверхкороткие импульсы лазерного излучения используются в лазерной химии для запуска и анализа химических реакций. Здесь лазерное излучение позволяет обеспечить точную локализацию, дозированность, абсолютную стерильность и высокую скорость ввода энергии в систему [ 42 ]. В настоящее время разрабатываются различные системы лазерного охлаждения [ 43 ] , рассматриваются возможности осуществления с помощью лазеров управляемого термоядерного синтеза. Лазеры используются и в военных целях, например, в качестве средств наведения и прицеливания.
Рассматриваются варианты создания на основе мощных лазеров боевых систем защиты воздушного, морского и наземного базирования [ 44 ] [ 45 ]. В медицине лазеры применяются как бескровные скальпели , используются при лечении офтальмологических заболеваний катаракта , отслоение сетчатки , лазерная коррекция зрения и др. Широкое применение получили также в косметологии лазерная эпиляция , лечение сосудистых и пигментных дефектов кожи, лазерный пилинг , удаление татуировок и пигментных пятен [ 46 ]. С помощью лазерного оборудования становится возможным вырубка просек в лесах для установки линий электропередач [ 47 ]. Для изучения взаимодействия лазерного излучения с веществом и получения управляемого термоядерного синтеза строят большие лазерные комплексы , мощность которых может превосходить 1 ПВт.
Лазерный луч: история и технология
Купить диодный лазер для эпиляции — цена такого решения может быть слишком высока. Или нет? Почему именно диодный лазер для эпиляции сегодня предпочитают ведущие клиники и эстетические кабинеты по всему миру, хотя выбор подобных аппаратов достаточно велик? Давайте разберемся. Здесь можно было написать вступление о красоте женского тела и приверженности дам к легкому и быстрому избавлению от нежелательных волос. Но мы пропустим все это и перейдем к сути, для понимания которой вы читаете данную статью. Принцип лазерного удаления волос основан на явлении, которое называется селективным фототермолизом.
Как купить лазер для эпиляции и не обжечься?
То есть усиление света происходит посредством вынужденного излучения. По свойствам, такое оборудование является квантовым генератором. Оно отвечает за преобразование энергии в энергию с единственным потом излучения узкой направленности. Основным принципом функционирования является индуцированное излучение на основание квантово-механического явления. Впервые описание такому явлению дал Эйнштейн.
Написать комментарий