معرفی لیزر گازی مولکولی

  معرفی لیزر گازی مولکولی دی اکسید کربن

لیزر دی اکسید کربن، لیزر گازی است که تابش مادون قرمز را منتشر می کند. آنها برای انواع  کاربردهای صنعتی با قدرت بالا مورد استفاده قرار می گیرند. تمام لیزرها شامل سه جزء هستند: یک منبع انرژی (همچنین به عنوان یک پمپ شناخته می شود)، یک محیط فعال لیزر ی(یا لیزر) و رزوناتور نوری است . پمپ برای تامین انرژی است که توسط محیط فعال لیزری تقویت می شود. این انرژی در نهایت به نور تبدیل می شود و از طریق رزوناتور نوری منعکس می شود که سپس پرتو خروجی نهایی را منتشر می کند.

همه لیزرهای گازی به تحریک گازها برای تقویت انرژی متکی هستند؛ با توجه به تصویر بالا، گاز به عنوان وسیله لیزری عمل می کند.

لیزرهای دی اکسید کربن به طور خاص شامل اجزای زیر هستند :

جریان برق - خدمت به عنوان پمپ لیزر - که گاز  را تحریک می کند.

مخلوطی از گازها - که در محیط فعال لیزری  - شامل دی اکسید کربن، نیتروژن، هیدروژن، هلیوم لیزر  است. دی اکسید کربن، نیتروژن و هلیم اکثریت مخلوط را تشکیل می دهند، گرچه غلظت های خاص بسته به نوع استفاده لیزر متفاوت است. مخلوط گاز معمولی نسبت N2: CO2: He نسبت به 1: 1: 8 دارد.

رزوناتور نوری تخصصی. از آنجایی که لیزرهای CO2 فقط در طیف مادون قرمز عمل می کنند و می توانند خروجی های بالایی را به دست آورند، اجزای نوری آنها معمولا از مواد تخصصی (و اغلب گران) مانند ژرمانیم، سلنید روی، نقره، طلا و الماس ساخته می شوند.

هنگامی که جریان الکتریسیته به وسیله محیط فعال به دست می آید، مولکول های نیتروژن به حالت ارتعاشی تحریک می شوند. از آنجا که این مولکولها فقط از نیتروژن تشکیل می شوند، این انرژی ارتعاشی را برای دوره های طولانی حفظ می کنند.بعد، مولکول های نیتروژن ارتعاشی، مولکول های دیاکسید کربن را تحریک می کنند، به این ترتیب که انرژی افزایش می یابد تا یک تقویت کننده موثر برای انرژی پمپ شود. همانطور که مولکول های نیتروژن با اتم های هلیوم سرد تماس می یابند، به تدریج کمتر تحریک می شوند و انرژی را به شکل هلیوم انتقال می دهند.سپس اتمهای هلیم گرم باید برای حفظ  جمعیت معکوس لیزری (تفاوت کافی بین اتم های انرژی هیجانی و کم انرژی برای تولید نوری) با اتم های دی اکسید کربن هیجان انگیز خنک شوند.

تصویر بالا یک سیستم لیزر معمولی CO2 را نشان می دهد.

مشخصات لیزر دی اکسید کربن :

طول موج لیزر دی اکسید کربن :

در مقایسه با سایر لیزرها، لیزر CO2 محدود به طیف نسبتا کوچک از طول موج است که منحصرا در طیف مادون قرمز (IR) رخ می دهد. لیزرهای دی اکسید کربن تقریبا همیشه نور را درون 9.4 میکرون به 10.6 میکرون باند می رسانند، که تقریبا 28.3 تراهرتز (THz) تا 31.9 THz است.

توان خروجی لیزر دی اکسید کربن :

لیزر CO2 به طور معمول توسط تولید کننده امتیاز قدرت خروجی ارائه می شود. آنها اغلب به عنوان دستگاه های با قدرت بالا طبقه بندی می شوند و بعضی از پرتوهای پرتو 60 کیلو وات (6000 وات) به طور مداوم به کار می روند.

ایمنی لیزر :

ایمنی لیزر در هنگام استفاده از لیزرهای دی اکسید کربن با توجه به توانایی های بالقوه خود، موضوع مهمی است. حتی یک ضربه دوم مستقیم به یک لیزر 200 مگاواتی که در فاصله 100 متری قرار دارد می تواند باعث آسیب دائمی چشم شود. با توجه به اینکه یک لیزر CO2 ممکن است هزاران وات برق را در یک فاصله نزدیک پخش کند، تماس مستقیم با آن میتواند یک لحظه چشم یا پوست را بسوزاند.