1. Лазерная рабочая среда.
При производстве лазера необходимо выбрать подходящую рабочую среду, которая может быть нормальным телом, жидкостью, твердым телом или полупроводником. В этой среде населенность может быть обращена, чтобы создать необходимые условия для получения лазерного света. Очевидно, что существование метастабильных уровней энергии очень полезно для реализации мира с инверсией населенностей. Существует почти тысяча видов рабочих сред, и длины волн лазера, которые могут быть получены, включают дальний инфракрасный диапазон от вакуумного ультрафиолета, который очень широк.
Как ядро лазера, он состоит из двух частей: активированных частиц (обе металлические) и матрицы. Структура уровней энергии активированных частиц определяет спектральные характеристики и время жизни флуоресценции лазера&# 39. Матрица в основном определяет физико-химические свойства рабочего материала. По структуре уровней энергии активированных частиц ее можно разделить на трехуровневую систему (например, рубиновый лазер) и четырехуровневую систему (например, лазер Er: YAG). В настоящее время обычно используются четыре основных типа рабочих материалов: цилиндрические (в настоящее время используются наиболее часто), плоские, дисковые и трубчатые.
2, источник стимула
Чтобы вызвать инверсию населенностей в рабочей среде, необходимо использовать определенный метод для возбуждения атомной системы с целью увеличения числа частиц на верхнем энергетическом уровне. Как правило, газовый разряд может использоваться для использования электронов с кинетической энергией для возбуждения атомов среды, что называется электрическим возбуждением; импульсные источники света также могут использоваться для освещения рабочего тела, что называется оптическим возбуждением; есть тепловое возбуждение, химическое возбуждение и т. д. Различные методы стимулирования визуально называются накачкой или накачкой. Для того, чтобы постоянно получать выходную мощность лазера, он должен непрерывно" накачивать" для поддержания большего количества частиц на верхнем уровне энергии, чем на нижнем уровне энергии.
3. Концентрирующая система
Конденсирующая полость выполняет две функции: первая заключается в эффективном соединении источника насоса и рабочего материала; другой - для определения распределения плотности света накачки на материале лазера, тем самым влияя на однородность, расходимость и оптическое искажение выходного луча. Рабочее вещество и источник насоса установлены в концентрирующей полости, поэтому качество концентрирующей полости напрямую влияет на эффективность и рабочие характеристики насоса. Эллиптический цилиндрический резонатор конденсатора в настоящее время является наиболее часто используемым компактным твердотельным лазером.
4, оптический резонатор
состоит из зеркала полного отражения и зеркала частичного отражения и является важной частью твердотельного лазера. Оптический резонатор не только обеспечивает положительную оптическую обратную связь для поддержания непрерывных колебаний лазера для формирования вынужденного излучения, но также ограничивает направление и частоту колеблющегося луча, чтобы обеспечить высокую монохроматичность и высокую направленность выходного лазера. Самый простой и обычно используемый оптический резонатор твердотельного лазера состоит из двух плоских зеркал (или сферических зеркал), расположенных напротив друг друга.
5. Система охлаждения и фильтрации.
Система охлаждения и фильтрации - незаменимое вспомогательное устройство для лазера. Твердотельный лазер при работе вызывает более серьезные тепловые эффекты, поэтому обычно принимаются меры по охлаждению. Основная цель - охлаждение рабочего материала лазера, системы накачки и концентрирующей полости для обеспечения нормального использования лазера и защиты оборудования. Методы охлаждения включают жидкостное охлаждение, охлаждение газа и кондуктивное охлаждение, но наиболее широко используемым методом является жидкостное охлаждение. Для получения лазерного луча с высокой монохроматичностью большую роль играет система фильтров. Система фильтров может фильтровать большую часть света накачки и некоторый другой интерференционный свет, что делает выходной лазер очень монохроматическим.
