Сергей И.
Длина волны лазера – основное его свойство. Эта характеристика выражается в дистанции, на которую тянется волна за момент, пропорциональный расстоянию между двумя близлежащими точками среды, приходящихся на одну фазу.
Длина волны устанавливается в нанометрах. На нее может влиять близость к ультрафиолету. Чем ближе к ультрафиолету, тем меньше становится величина. Она может доходить до сотен нанометров или меньше. Свойство определяет спектр областей, где будет использоваться лазер.
Типы лазеров и их особенность
- Цвет
| Параметр сравнения | Длина | Характеристика сферы применения |
|---|---|---|
| Красный | Диапазон от 650 до 670 нм | Демонстрация, индикатор и считывание штрих-кодов |
| Зеленый | Примерно 532 нм | Луч гораздо ярче, видимый. Астрономия, показ и разнообразные фотоники |
| Синие | Примерно 450 нм | Наука, изображение и оптические диски |
| Ультрафиолетовые и инфракрасные | От 700 нм до 1 мм | Наука и исследования, оптоэлектроника и другие области |
- Принцип работы
| Параметр сравнения | Свойства лазера | Пример | Характеристика сферы применения |
|---|---|---|---|
| Холодные | Нет потребности в охлаждении, так как работа осуществляется при комнатной степени теплоты воздуха | Полупроводниковые и диодные | Стоматология, дерматология и физиотерапия |
| Газовые | Газ применяется в качестве активной среды | Углекислые, аргоновые и неодимовые | Спектроскопия, оптическая частота и ее стандартизация, связь, оптико-электроника |
| Твердотельные | Активная среда – твердое сырье (рубин, иттербий, карбон и т.д.) | Волоконные | Промышленность, наука и медицина |
| Жидкостные | Активная среда - жидкость | Лазеры на красителях | Регулирование оттенка излучения |
| Диодные лазеры | Функционируют на основе полупроводниковых структур | Макро- и микроканальные | Коммуникационные структуры, принтеры, лазерный указатель и т.д. |
| Оптоволоконные | Тонкие оптоволокна могут влиять на свет, усиливая и распространяя его | Волоконно-дискретный | Связь и интегрированные оптические системы |
| Полупроводниковые | Основа – полупроводниковые компоненты. Компактные, высокая мощность и низкая цена | Двух- и трехкомпонентные | Коммуникации и наука |
- Тип
| Название типа | Особенность | Использование |
|---|---|---|
| Пикосекундные | Измерение продолжительности сгенерированных стимулов происходит в пикосекундах | Медицина, наука, искусство |
| Фемтосекундные | Измерение протяженности сгенерированных стимулов производится в фемтосекундах | Спектроскопия, томография, измеритель физических и химических процессов |
| Эксимерные | Эксимерная активная среда из комбинирования двух разных элементов | Хирургия, микрообработка веществ и литографии |
| Александритовые | Основа – кристалл александрит | Выведение татуировок, лазерная эпиляция, прочие медицинские процессы |
| Эрбиевые | Активная среда с содержанием иона эрбия | Лазерная хирургия, шлифовка сырья, телекоммуникации |
| Гибридные | Интегрируют несколько типов лазеров | Удаление волос |
| Фракционные | Лазерный луч разделяется на несколько мелких лучей, расположенных на равном расстоянии друг от друга | Медицина (устранение дефектов на коже и рубцов) |
| Тулиевые | Активная среда с содержанием иона тулия | Научные исследования, лабораторные работы и лазерная обработка различных материалов |
Лазерный и обычный свет: отличия
Обычный и лазерный свет – формы электромагнитного излучения. Но несмотря на это у них есть существенные различия.
| Свойство | Обычный свет | Лазер |
|---|---|---|
| Излучение | Излучение самопроизвольное | Стимулированное излучение |
| Цветность | Полихроматичен | Монохроматический свет |
| Частота и ее диапазон | Широкий диапазон и частота | Узкий диапазон и частота |
| Направленность | Излучение низкой направленности, то есть свет расходится случайным образом в разных направлениях | Излучение высокой направленности |
| Когерентность | Некогерентный, то есть фотоны не совпадают в фазе | Когерентный, то есть фотоны находятся в фазе друг с другом |
| Длина и продолжительность перемещения | Короткие расстояния, на протяжении которого промежутка времени | Большие расстояния на протяжении длительного времени |
| Мощность | Уменьшается с увеличением расстояния | Расстояние практические не может влиять на интенсивность |
| Распространение | Сильно распространяется | Распространяется меньше всего |
| Природа происхождения | Естественный | Индуцированный |
| Фокусировка | Рассеян, нельзя сфокусировать на 1 точке | Можно сфокусировать на 1 точке |
| Воздействие на человеческий глаз | Не может влиять | Излучение может негативно влиять, если смотреть на него без специальной защиты |
| Концентрация энергии | На большой площади | Сосредоточена в узкой области |
| Применение | Освещение | Резка металла, сварка, печать, хирургия, волоконная оптика, оптические вычислительные устройства и т.д. |
Чем и как определить частоту?
- Спектрометры – это специальное устройство, с помощью которого можно измерить луч и его спектр, в том числе и величину волны. Их принцип работы достаточно прост. Лазерный луч делится на волны и происходит измерение их мощности.
- Интерференционные фильтры – они пригодятся, чтобы выделилась волна конкретной длины из целого луча. Измерение происходит за счет выборочного отражения или упущения света ограниченной длины. При этом блокируется спектр других длин волн.
- Дифракционные решетки – устройства, которые делят луч на волны с помощью дифракции света. Волна и ее длина определяют угол, при котором происходит дифракция.
- Оптические анализаторы спектра – специальные приборы могут измерять спектр лазерного излучения с высоким разрешением. Их работа основана на сочетании дифракционных решеток и фотоприемников, определяющих интенсивность света, которую имеет волна каждой длины.