Elmi-texniki tərəqqinin bəhrələri heç də həmişə nəzəri əsaslar hazırlandıqdan dərhal sonra öz konkret praktiki ifadəsini tapmır. Bu, indiyə qədər imkanları tam açıqlanmayan lazer texnologiyası ilə baş verdi. Optik kvant generatorları nəzəriyyəsi, onun əsasında elektromaqnit şüalanması yayan qurğular konsepsiyası lazer texnologiyasının optimallaşdırılması hesabına qismən mənimsənildi. Bununla belə, ekspertlər qeyd edirlər ki, optik şüalanma potensialı gələcəkdə bir sıra kəşflər üçün əsas ola bilər.
Cihazın işləmə prinsipi
Bu halda kvant generatoru dedikdə stimullaşdırılmış monoxromatik, elektromaqnit və ya koherent şüalanma şəraitində optik diapazonda işləyən lazer cihazı başa düşülür. Tərcümədə lazer sözünün mənşəyi işığın gücləndirilməsinin təsirini göstərir.stimullaşdırılmış emissiya ilə. Bu günə qədər lazer qurğusunun həyata keçirilməsi üçün bir neçə konsepsiya mövcuddur ki, bu da optik kvant generatorunun müxtəlif şəraitlərdə işləmə prinsiplərinin qeyri-müəyyənliyi ilə bağlıdır.
Əsas fərq lazer şüalanmasının hədəf maddə ilə qarşılıqlı təsir prinsipidir. Radiasiya prosesində enerji müəyyən hissələrdə (kvanta) verilir ki, bu da emitentin iş mühitinə və ya hədəf obyektin materialına təsirinin xarakterini idarə etməyə imkan verir. Lazerin elektrokimyəvi və optik effektlərinin səviyyələrini tənzimləməyə imkan verən əsas parametrlər arasında fokuslanma, axının konsentrasiyası dərəcəsi, dalğa uzunluğu, istiqamətlilik və s. fərqləndirilir. Bəzi texnoloji proseslərdə şüalanmanın vaxt rejimi də rol oynayır. rol - məsələn, impulsların müddəti bir andan bir neçə ilə qədər olan intervallarla bir saniyədən onlarla femtosaniyə qədər ola bilər.
Sinergik lazer quruluşu
Optik lazer konsepsiyasının başlanğıcında fiziki baxımdan kvant şüalanma sistemi bir neçə enerji komponentinin öz-özünə təşkili forması kimi başa düşülürdü. Beləliklə, lazerin əsas xassələrini və təkamül inkişaf mərhələlərini formalaşdırmağa imkan verən sinergetika anlayışı formalaşdı. Lazerin növündən və iş prinsipindən asılı olmayaraq, sistem qeyri-sabit və eyni zamanda açıq olduqda onun fəaliyyətində əsas amil işıq atomlarının tarazlığından kənara çıxmaqdır.
Şüalanmanın fəza simmetriyasındakı sapmalar impulsun yaranmasına şərait yaradır.axın. Müəyyən bir nasos (sapma) dəyərinə çatdıqdan sonra koherent şüalanmanın optik kvant generatoru idarə oluna bilir və özünü təşkil edən sistemin elementləri ilə nizamlı dissipativ quruluşa çevrilir. Müəyyən şərtlərdə cihaz dövri olaraq impulslu şüalanma rejimində işləyə bilər və onun dəyişiklikləri xaotik pulsasiyalara səbəb olacaq.
Lazerlə işləyən komponentlər
İndi iş prinsipindən müəyyən xüsusiyyətlərə malik lazer sisteminin işlədiyi konkret fiziki və texniki şərtlərə keçməyə dəyər. Optik kvant generatorlarının performansı baxımından ən vacibi aktiv mühitdir. Ondan, xüsusən də axının gücləndirilməsinin intensivliyindən, əks əlaqənin xüsusiyyətlərindən və bütövlükdə optik siqnaldan asılıdır. Məsələn, bu gün əksər lazer cihazlarının işlədiyi qaz qarışığında şüalanma baş verə bilər.
Növbəti komponent enerji mənbəyi ilə təmsil olunur. Onun köməyi ilə aktiv mühitin atomlarının populyasiyasının inversiyasını saxlamaq üçün şərait yaradılır. Sinergetik quruluşla bənzətmə aparsaq, o zaman işığın normal vəziyyətdən kənara çıxmasında bir növ amil kimi çıxış edəcək enerji mənbəyidir. Dəstək nə qədər güclü olarsa, sistemin nasosu bir o qədər yüksək olar və lazer effekti bir o qədər təsirlidir. İşçi infrastrukturun üçüncü komponenti iş mühitindən keçərkən çoxsaylı radiasiyanı təmin edən rezonatordur. Eyni komponent faydalı bir optik radiasiyanın çıxmasına kömək edirspektr.
He-Ne lazer cihazı
Struktur əsasını qaz boş altma borusu, optik rezonator güzgüləri və elektrik enerjisi ilə təmin edən müasir lazerin ən ümumi forma faktoru. İşçi mühit (boru doldurucu) kimi adından da göründüyü kimi helium və neonun qarışığından istifadə olunur. Borunun özü kvars şüşəsindən hazırlanır. Standart silindrik konstruksiyaların qalınlığı 4 ilə 15 mm arasında dəyişir, uzunluğu isə 5 sm-dən 3 m-ə qədərdir. Boruların uclarında onlar lazer polarizasiyasının kifayət qədər səviyyəsini təmin edən bir az yamaclı düz şüşələrlə bağlanır..
Helium-neon qarışığına əsaslanan optik kvant generatoru 1,5 GHz sıralı emissiya zolaqlarının kiçik spektral eninə malikdir. Bu xarakteristika bir sıra əməliyyat üstünlükləri təmin edərək cihazın interferometriya, vizual məlumat oxuyucuları, spektroskopiya və s.-də uğur qazanmasına səbəb olur.
Yarımkeçirici lazer cihazı
Belə cihazlarda işçi mühitin yerini üç və ya beşvalent kimyəvi (silikon, indium) atomları olan çirklər şəklində kristal elementlərə əsaslanan yarımkeçirici tutur. Keçiricilik baxımından bu lazer dielektriklər və tam hüquqlu keçiricilər arasında dayanır. İş keyfiyyətlərindəki fərq temperatur dəyərlərinin parametrlərindən, çirklərin konsentrasiyasından və hədəf materiala fiziki təsirin təbiətindən keçir. Bu vəziyyətdə nasosun enerji mənbəyi elektrik ola bilər,maqnit şüalanması və ya elektron şüası.
Optik yarımkeçirici kvant generatorunun cihazı çox vaxt bərk materialdan hazırlanmış güclü LED-dən istifadə edir və böyük miqdarda enerji toplaya bilir. Başqa bir şey odur ki, artan elektrik və mexaniki yüklər şəraitində iş tez bir zamanda işləyən elementlərin aşınmasına səbəb olur.
Boya lazer cihazı
Bu tip optik generatorlar pikosaniyələrə qədər nəbz müddəti ilə işləyən lazer texnologiyasında yeni istiqamətin formalaşması üçün əsas qoydular. Bu, üzvi boyaların aktiv mühit kimi istifadəsi sayəsində mümkün oldu, lakin nasos funksiyalarını başqa bir lazer, adətən arqon yerinə yetirməlidir.
Boyalar üzərində optik kvant generatorlarının dizaynına gəldikdə, vakuum şəraitinin formalaşdığı ultraqısa impulsları təmin etmək üçün kyuvet şəklində xüsusi bazadan istifadə olunur. Belə bir mühitdə halqa rezonatoru olan modellər maye boyanın 10 m/s sürətlə vurulmasına imkan verir.
Fiber optik emitentlərin xüsusiyyətləri
Rezonator funksiyalarının optik lif tərəfindən yerinə yetirildiyi lazer cihazı növü. Əməliyyat xüsusiyyətləri baxımından bu generator optik şüalanmanın həcminə görə ən məhsuldardır. Və bu, cihazın dizaynının digər lazer növləri ilə müqayisədə çox təvazökar ölçülərə malik olmasına baxmayaraq.
KBu növ optik kvant generatorlarının xüsusiyyətlərinə nasos mənbələrini birləşdirmək imkanları baxımından çox yönlülük də daxildir. Adətən, bunun üçün aktiv maddə ilə modullara birləşdirilən bütün optik dalğa ötürücü qruplarından istifadə olunur ki, bu da cihazın struktur və funksional optimallaşdırılmasına kömək edir.
İdarəetmə sisteminin tətbiqi
Cihazların əksəriyyəti elektrik əsasına əsaslanır, buna görə enerjinin nəqli birbaşa və ya dolayı yolla təmin edilir. Ən sadə sistemlərdə, bu enerji təchizatı sistemi vasitəsilə müəyyən optik diapazonda şüalanmanın intensivliyinə təsir edən güc göstəricilərinə nəzarət edilir.
Peşəkar kvant generatorları həmçinin axına nəzarət üçün inkişaf etmiş optik infrastruktura malikdir. Belə modullar vasitəsilə, xüsusən də ucluğun istiqaməti, nəbzin gücü və uzunluğu, tezlik, temperatur və digər əməliyyat xüsusiyyətlərinə nəzarət edilir.
Lazerlərin tətbiq sahələri
Optik generatorlar hələ də imkanları hələ tam açıqlanmamış cihazlar olsalar da, bu gün onların istifadə olunmayacağı bir sahənin adını çəkmək çətindir. Onlar minimal xərclə bərk materialların kəsilməsi üçün yüksək səmərəli alət kimi sənayeyə ən dəyərli praktik effekt verdilər.
Optik kvant generatorları da göz mikrocərrahiyyəsi və kosmetologiya ilə bağlı tibbi metodlarda geniş istifadə olunur. Məsələn, universal lazerqansız neştər adlanan nəinki parçalamağa, həm də bioloji toxumaları birləşdirməyə imkan verən tibbdə alətə çevrilmişdir.
Nəticə
Bu gün optik şüalanma generatorlarının inkişafında bir neçə perspektivli istiqamətlər mövcuddur. Ən populyarlarına qat-qat sintez texnologiyası, 3D modelləşdirmə, robot texnikası ilə birləşmə konsepsiyası (lazer izləyiciləri) və s. materialların istehsalı və radiasiya vasitəsilə yanğının söndürülməsi üçün kompozit məhsulların ultra sürətli yaradılması.
Aydındır ki, daha mürəkkəb tapşırıqlar lazer texnologiyasının gücünü artırmağı tələb edəcək, bunun nəticəsində onun təhlükə həddi də artacaq. Əgər bu gün bu cür avadanlıqlarla işləyərkən təhlükəsizliyin təmin edilməsinin əsas səbəbi onun gözlərə zərərli təsiridirsə, o zaman gələcəkdə avadanlıqların istifadəsinin təşkil edildiyi materialların və obyektlərin xüsusi mühafizəsindən danışmaq olar.
