انواع لیزر

انواع لیزر

کریستال ها ، شیشه ها ، نیمه هادی ها ، گازها ، مایعات ، پرتوهای الکترون های پرانرژی و حتی ژلاتین دوپ شده با مواد مناسب می توانند پرتوهای لیزر تولید کنند. در طبیعت ، گازهای داغ در نزدیکی ستارگان درخشان می توانند در فرکانس های مایکروویو انتشار قوی تحریک شده ایجاد کنند ، اگرچه این ابرهای گازی فاقد حفره های طنین انداز هستند ، بنابراین پرتو تولید نمی کنند.

  

در لیزرهای کریستالی و شیشه ای ، مانند اولین لیزر یاقوتی میمن ، نور منبع خارجی اتمهایی را که به غلظتهای کم به مواد میزبان اضافه شده اند ، تحریک می کند. نمونه های مهم شامل شیشه ها و کریستال های دوپ شده با عنصر نئودیمیوم کمیاب و شیشه های دوپ شده با اربیوم یا ایتربیم است که می تواند برای استفاده به عنوان لیزر یا تقویت کننده فیبر نوری به الیاف کشیده شود. اتم های تیتانیوم که به یاقوت کبود مصنوعی اضافه شده اند می توانند انتشار تحریک شده ای را در محدوده ای فوق العاده وسیع ایجاد کنند و در لیزرهای قابل تنظیم طول موج استفاده می شوند.

بسیاری از گازهای مختلف می توانند به عنوان رسانه لیزری عمل کنند. لیزر معمولی هلیوم نئون حاوی مقدار کمی نئون و مقدار بسیار بیشتری هلیوم است. اتم های هلیوم انرژی الکترون های عبوری از گاز را گرفته و به اتم های نئون منتقل می کنند که نور ساطع می کنند. مشهورترین لیزرهای هلیوم نئونی نور قرمز ساطع می کنند ، اما می توان آنها را نیز به رنگ زرد ، نارنجی ، سبز یا مادون قرمز ساطع کرد. قدرتهای معمولی در محدوده میلی وات هستند. اتم های آرگون و کریپتون که از یک یا دو الکترون محروم شده اند ، می توانند میلی وات تا وات نور لیزر را در طول موجهای قابل مشاهده و فرابنفش تولید کنند. قوی ترین لیزر گازی تجاری لیزر دی اکسید کربن است که می تواند کیلووات توان مداوم تولید کند.

لیزرهایی که امروزه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند ، لیزرهای دیود نیمه هادی هستند که هنگام عبور جریان الکتریکی از آنها نور مرئی یا مادون قرمز منتشر می کنند. انتشار در رابط (به محل اتصال p-n مراجعه کنید) بین دو منطقه دوپ شده با مواد مختلف رخ می دهد. اتصال p-n می تواند به عنوان یک محیط لیزری عمل کند ، در صورت قرار گرفتن در داخل یک حفره مناسب ، انتشار تحریک شده را ایجاد کرده و عمل لیزر را انجام می دهد. لیزرهای نیمه هادی معمولی دارای لبه ساطع کننده دارای آینه هایی در لبه های مقابل اتصال p-n هستند ، بنابراین نور در سطح اتصال نوسان می کند. لیزرهای ساطع کننده سطح عمودی (VCSEL) دارای آینه در بالا و پایین محل اتصال p-n هستند ، بنابراین نور عمود بر محل اتصال طنین می اندازد. طول موج به ترکیب نیمه هادی بستگی دارد.

چند نوع لیزر دیگر در تحقیقات استفاده می شود. در لیزرهای رنگی ، لیزر مایع حاوی مولکول های رنگ آلی است که می تواند در طیف وسیعی از طول موج ها نور منتشر کند. تنظیم حفره لیزر ، طول موج خروجی را تنظیم یا تنظیم می کند. لیزرهای شیمیایی لیزرهای گازی هستند که در آنها یک واکنش شیمیایی مولکولهای برانگیخته را تولید می کند که باعث تولید انتشار می شود. در لیزرهای الکترون آزاد ، انتشار تحریک شده از الکترونهایی که از میدان مغناطیسی عبور می کنند ناشی می شود که به طور دوره ای در جهت و شدت متفاوت است ، و باعث می شود که الکترون ها انرژی نور را تسریع کرده و آزاد کنند. از آنجا که الکترونها بین سطوح انرژی به خوبی تعریف شده انتقال نمی یابند ، برخی از متخصصان این سوال را مطرح می کنند که آیا لیزر الکترون آزاد باید لیزر نامیده شود ، اما برچسب چسبیده است. بسته به انرژی پرتو الکترون و تغییرات میدان مغناطیسی ، لیزرهای الکترون آزاد می توانند در طیف وسیعی از طول موج تنظیم شوند. لیزرهای الکترون آزاد و شیمیایی می توانند قدرت بالایی از خود ساطع کنند.