İstənilən lazer cihazının əsas işçi komponenti aktiv mühit deyilən maddədir. O, yalnız yönəldilmiş axının mənbəyi kimi çıxış etmir, lakin bəzi hallarda onu əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər. Lazer qurğularında aktiv maddə kimi çıxış edən qaz qarışıqları məhz bu xüsusiyyətə malikdir. Eyni zamanda, həm dizayn, həm də iş mühitinin xüsusiyyətləri ilə fərqlənən bu cür cihazların müxtəlif modelləri var. Bu və ya digər şəkildə qaz lazerinin bir çox sənaye müəssisələrinin arsenalında möhkəm yer tutmasına imkan verən bir çox üstünlükləri var.
Qaz mühitinin təsirinin xüsusiyyətləri
Ənənəvi olaraq, lazerlər tələb olunan performansa malik işıq şüasının formalaşmasına töhfə verən bərk və maye mühitlərlə əlaqələndirilir. Bu halda, qazın vahidliyi və aşağı sıxlığı üstünlükləri var. Bu keyfiyyətlərlazer şüasının təhrif edilməməsinə, enerji itirməməsinə və səpilməməsinə imkan verin. Həmçinin, qaz lazeri radiasiyanın artan istiqaməti ilə xarakterizə olunur, onun həddi yalnız işığın diffraksiyası ilə müəyyən edilir. Bərk cisimlərlə müqayisədə qaz hissəciklərinin qarşılıqlı təsiri yalnız termal yerdəyişmə şəraitində toqquşmalar zamanı baş verir. Nəticədə, doldurucunun enerji spektri ayrı-ayrılıqda hər bir hissəciyin enerji səviyyəsinə uyğun gəlir.
Qaz lazer cihazı
Belə cihazların klassik qurğusu qazlı funksional mühitə malik möhürlənmiş borudan, həmçinin optik rezonatordan əmələ gəlir. Boş altma borusu adətən korund keramikasından hazırlanır. Berilyum silindrinin üzərində əks etdirən prizma ilə güzgü arasında yerləşdirilir. Boş altma birbaşa cərəyanda ümumi katodla iki hissədə həyata keçirilir. Tantal oksidi soyuq katodları ən çox cərəyanların vahid paylanmasını təmin edən dielektrik boşluq vasitəsi ilə iki hissəyə bölünür. Həmçinin, qaz lazer cihazı anodların mövcudluğunu təmin edir - onların funksiyası vakuum körükləri şəklində təqdim olunan paslanmayan poladdan həyata keçirilir. Bu elementlər borular, prizma və güzgü tutucular arasında çevik əlaqə təmin edir.
İş prinsipi
Qazdakı aktiv bədəni enerji ilə doldurmaq üçün cihazın borusunun boşluğunda elektrodlar tərəfindən əmələ gələn elektrik boşalmalarından istifadə olunur. Elektronların qaz hissəcikləri ilə toqquşması zamanıoyanırlar. Bu, fotonların emissiyası üçün zəmin yaradır. Boruda işıq dalğalarının stimullaşdırılmış emissiyası qaz plazmasından keçdikcə artır. Silindrlərin uclarında açıq güzgülər işıq axınının üstünlük istiqaməti üçün əsas təşkil edir. Qaz lazeri ilə təchiz edilmiş şəffaf güzgü istiqamətli şüadan fotonların bir hissəsini seçir, qalan hissəsi isə şüalanma funksiyasını saxlayaraq borunun içərisində əks olunur.
Xüsusiyyətlər
Boş altma borusunun daxili diametri adətən 1,5 mm-dir. Tantal oksidi katodunun diametri 51 mm element uzunluğu ilə 48 mm-ə çata bilər. Bu halda, dizayn 1000 V gərginlikli birbaşa cərəyanın təsiri altında işləyir. Helium-neon lazerlərində radiasiya gücü kiçikdir və bir qayda olaraq, W-nin onda birində hesablanır.
Karbon dioksid modellərində diametri 2 ilə 10 sm arasında olan borular istifadə olunur. Maraqlıdır ki, fasiləsiz rejimdə işləyən qaz lazeri çox yüksək gücə malikdir. Əməliyyat səmərəliliyi nöqteyi-nəzərindən bu amil bəzən bir artıdır, lakin bu cür cihazların sabit funksiyasını qorumaq üçün təkmilləşdirilmiş optik xüsusiyyətləri olan davamlı və etibarlı güzgülər tələb olunur. Bir qayda olaraq, texnoloqlar qızılla işlənmiş metal və sapfir elementlərindən istifadə edirlər.
Lazer çeşidləri
Əsas təsnifat bu cür lazerlərin qaz qarışığının növünə görə bölünməsini nəzərdə tutur. Artıq karbon dioksid aktiv bədənə əsaslanan modellərin xüsusiyyətlərini qeyd etdik, həm dəion, helium-neon və kimyəvi mühitlər geniş yayılmışdır. Cihazın dizaynını hazırlamaq üçün ion qaz lazerləri yüksək istilik keçiriciliyi olan materialların istifadəsini tələb edir. Xüsusilə, keramika-metal elementləri və berillium keramika əsasında hissələri istifadə olunur. Helium-neon mühitlər infraqırmızı şüalanmada və görünən işıq spektrində müxtəlif dalğa uzunluqlarında işləyə bilər. Belə cihazların rezonator güzgüləri çox qatlı dielektrik örtüklərin olması ilə seçilir.
Kimyəvi lazerlər qaz borularının ayrıca kateqoriyasını təmsil edir. Onlar həmçinin qaz qarışıqlarının iş mühiti kimi istifadəsini nəzərdə tutur, lakin işıq radiasiyasının formalaşması prosesi kimyəvi reaksiya ilə təmin edilir. Yəni qaz kimyəvi həyəcanlandırma üçün istifadə olunur. Bu tip cihazlar kimyəvi enerjini birbaşa elektromaqnit şüalanmasına çevirə bilmələri ilə üstünlük təşkil edir.
Qaz lazerlərindən istifadə
Bu tipli praktiki olaraq bütün lazerlər yüksək etibarlı, davamlı və sərfəli qiymətə malikdir. Bu amillər onların müxtəlif sənaye sahələrində geniş istifadəsinə səbəb olmuşdur. Məsələn, helium-neon cihazları mədən əməliyyatlarında, gəmiqayırmada, eləcə də müxtəlif konstruksiyaların tikintisində yerinə yetirilən hamarlama və tənzimləmə əməliyyatlarında tətbiq tapmışdır. Bundan əlavə, helium-neon lazerlərinin xüsusiyyətləri optik rabitənin təşkilində, holoqrafik materialların və kvant giroskoplarının işlənib hazırlanmasında istifadə üçün əlverişlidir. Praktik faydalar baxımından da istisna deyildiarqon qaz lazeri, tətbiqi materialın emalı sahəsində səmərəliliyini göstərir. Xüsusilə, bu cür cihazlar sərt qayaların və metalların kəsicisi kimi xidmət edir.
Qaz lazer rəyləri
Lazerləri sərfəli əməliyyat xassələri nöqteyi-nəzərindən nəzərdən keçirsək, bir çox istifadəçi işıq şüasının yüksək yönlülüyünü və ümumi keyfiyyətini qeyd edir. Bu cür xüsusiyyətlər ətraf mühitin temperaturu şəraitindən asılı olmayaraq optik təhriflərin kiçik bir hissəsi ilə izah edilə bilər. Dezavantajlara gəldikdə, qaz mühitinin potensialını açmaq üçün böyük bir gərginlik lazımdır. Bundan əlavə, helium-neon qaz lazeri və karbon qazı qarışıqlarına əsaslanan cihazlar qoşulmaq üçün xeyli miqdarda elektrik enerjisi tələb edir. Ancaq təcrübənin göstərdiyi kimi, nəticə özünü doğruldur. Həm aşağı gücə malik cihazlar, həm də yüksək güc potensialına malik cihazlar istifadə olunur.
Nəticə
Lazer sistemlərində istifadəsi baxımından qaz-boş altma qarışıqlarının imkanları hələ də kifayət qədər mənimsənilməyib. Buna baxmayaraq, bu cür avadanlıqlara tələbat bazarda müvafiq niş təşkil edərək, uzun müddət uğurla böyüyür. Qaz lazeri sənayedə ən böyük paylamağa nail olmuşdur. Bərk materialların nöqtə və dəqiq kəsilməsi üçün alət kimi istifadə olunur. Amma bu cür avadanlıqların yayılmasına mane olan amillər də var. Birincisi, bu, cihazların dayanıqlığını azaldan element bazasının sürətli aşınmasıdır. İkincisi, elektrik boşalmasının təmin edilməsi üçün yüksək tələblər var,şüa yaratmaq üçün lazımdır.
