Principi e tipi di laser

Principi e tipi dilaser
Che cosa è il laser?
LASER (Amplificazione della luce mediante emissione stimolata di radiazioni); per avere un'idea più chiara, guarda l'immagine qui sotto:

Un atomo a un livello energetico più elevato passa spontaneamente a un livello energetico più basso ed emette un fotone, un processo chiamato radiazione spontanea.
"Popular" può essere interpretato come: una palla a terra è la sua posizione più adatta; quando la palla viene spinta in aria da una forza esterna (chiamata pompaggio), nel momento in cui la forza esterna scompare, la palla cade da un'altezza elevata e rilascia una certa quantità di energia. Se la palla è un atomo specifico, quell'atomo emette un fotone di una lunghezza d'onda specifica durante la transizione.

Classificazione dei laser
Gli uomini hanno imparato il principio della generazione laser e hanno iniziato a sviluppare diverse forme di laser che, in base al materiale di cui sono composti, possono essere classificati in laser a gas, laser solidi, laser a semiconduttore, ecc.
1, classificazione del laser a gas: atomo, molecola, ione;
Il materiale di lavoro del laser a gas è un gas o un vapore metallico, caratterizzato da un'ampia gamma di lunghezze d'onda di emissione laser. Il più comune è il laser a CO2, in cui la CO2 viene utilizzata come materiale di lavoro per generare un laser infrarosso di 10,6 μm mediante eccitazione di una scarica elettrica.
Poiché il materiale di lavoro del laser a gas è il gas, la struttura complessiva del laser è troppo grande e la lunghezza d'onda di uscita del laser a gas è troppo lunga, le prestazioni di lavorazione dei materiali non sono ottimali. Pertanto, i laser a gas sono stati presto eliminati dal mercato e sono stati utilizzati solo in alcuni settori specifici, come la marcatura laser di particolari componenti in plastica.
2, laser solidoclassificazione: rubino, Nd:YAG, ecc.;
Il materiale di lavoro del laser a stato solido è il rubino, il vetro al neodimio, il granato di ittrio e alluminio (YAG), ecc., ovvero una piccola quantità di ioni uniformemente incorporati nel cristallo o nel vetro del materiale come matrice, denominati ioni attivi.
Il laser a stato solido è composto da una sostanza di lavoro, un sistema di pompaggio, un risonatore e un sistema di raffreddamento e filtraggio. Il quadrato nero al centro dell'immagine sottostante è un cristallo laser, che appare come un vetro trasparente di colore chiaro ed è costituito da un cristallo trasparente drogato con terre rare. È la particolare struttura dell'atomo di terre rare a causare un'inversione di popolazione di particelle quando illuminato da una sorgente luminosa (basta pensare a molte palline a terra che vengono spinte in aria), e quindi a emettere fotoni quando le particelle si trasformano e, quando il numero di fotoni è sufficiente, si forma il laser. Per garantire che il laser emesso venga emesso in una sola direzione, sono presenti specchi completi (la lente sinistra) e specchi di uscita semiriflettenti (la lente destra). Quando il laser emette energia, attraverso un particolare design ottico, si forma l'energia laser.

3, laser a semiconduttore
Per quanto riguarda i laser a semiconduttore, possono essere semplicemente considerati come un fotodiodo: il diodo presenta una giunzione PN e, quando viene applicata una certa corrente, si forma una transizione elettronica nel semiconduttore che rilascia fotoni, dando origine al laser. Quando l'energia laser rilasciata dal semiconduttore è bassa, il dispositivo a semiconduttore a bassa potenza può essere utilizzato come sorgente di pompaggio (sorgente di eccitazione) del laser.laser a fibra, così nasce il laser a fibra. Se la potenza del laser a semiconduttore viene ulteriormente aumentata al punto da poter essere utilizzata direttamente per la lavorazione dei materiali, si ottiene un laser a semiconduttore diretto. Attualmente, i laser a semiconduttore diretto sul mercato hanno raggiunto i 10.000 watt.

Oltre ai laser sopra menzionati, sono stati inventati anche i laser a liquido, noti anche come laser a combustibile. I laser a liquido sono più complessi in termini di volume e materiale di lavoro rispetto ai solidi e sono raramente utilizzati.