Les lasers sont des dispositifs qui emploient le principe du rayonnement stimulé pour amplifier ou osciller lumière dans quelques substances enthousiastes.
La matière est excitée par la lumière, l'électricité et d'autres méthodes, de sorte que certaines des particules soient excitées à un état de plus haute énergie. Quand le nombre de particules dans cet état est plus grand que le nombre de particules dans l'état d'énergie inférieure, la matière peut être affectée par rayonnement stimulé. Le rayonnement optique d'une certaine longueur d'onde produit l'amplification, c.-à-d., quand le rayonnement optique de cette longueur d'onde traverse le matériel, il émet le rayonnement optique dont l'intensité est amplifiée et est compatible à la position, à la fréquence et à la direction de vague de la lumière d'incident. Ceci s'appelle un amplificateur laser.
Si la substance enthousiaste est placée dans la cavité résonnante, le rayonnement léger se reflète dans les deux sens le long de l'axe dans la cavité résonnante, et des passages par la substance beaucoup de fois, et le rayonnement léger est amplifié beaucoup de fois de former une poutre « laser » avec la direction de forte intensité et concentrée. C'est l'oscillateur de laser.
Principe de fonctionnement : La molécule de CO2 est une molécule symétrique linéaire. Deux atomes d'oxygène sont des deux côtés de l'atome de carbone, qui représente la position d'équilibre des atomes. Les atomes dans la molécule sont toujours dans le mouvement, et vibrent constamment autour de leur position d'équilibre. Selon la théorie moléculaire de vibration, le CO2 a trois modes différents de vibration :① Les deux atomes d'oxygène vibrent dans des directions opposées le long de l'axe moléculaire, c.-à-d., les deux oxygènes atteignent la valeur maximale et la valeur d'équilibre de la vibration en même temps pendant la vibration, et le l'atome de carbone est stationnaire, ainsi sa vibration s'appelle la vibration symétrique. ② que les deux atomes d'oxygène vibrent dans la perpendiculaire de direction à l'axe moléculaire, et la direction de vibration est identique, alors que l'atome de carbone vibre dans la direction et la perpendiculaire opposées à l'axe moléculaire. Puisque les vibrations des trois atomes sont synchronisées, ce s'appelle également la vibration de déformation. ③ que les trois atomes vibrent le long de l'axe de la symétrie, et la direction de vibration de l'atome de carbone est vis-à-vis cela des deux atomes d'oxygène, qui s'appelle également l'énergie vibratoire antisymmétrique. En ces trois modes différents de vibration, on le détermine qu'il y a différents groupes de forces.
Tube de laser de CO2 : C'est la pièce la plus critique de la machine de laser. Il est habituellement fait de verre dur et adopte généralement une structure posée de douille. La couche les plus secrets est le tube à décharge, la deuxième couche est l'enveloppe à refroidissement par eau, et la couche extérieure est le tube à mémoire de gaz. Le diamètre du tube à décharge du laser de dioxyde de carbone est plus grand que celui du tube du laser -Ne. D'une façon générale, l'épaisseur du tube à décharge n'exerce aucun effet sur le de puissance de sortie, principalement considérant l'effet de diffraction provoqué par la taille de la tache, qui devrait être déterminée selon la longueur de tube. Le tube plus long est plus épais, et le tube plus court est plus mince. La longueur du tube à décharge est proportionnelle au de puissance de sortie. Dans une certaine marge de longueur, le de puissance de sortie par mètre d'augmentations de longueur de tube à décharge avec toute la longueur. Le but d'ajouter une veste de refroidissement par l'eau est de refroidir le gaz fonctionnant et de stabiliser le de puissance de sortie. Le tube à décharge est relié au tube à mémoire de gaz aux deux extrémités, c.-à-d., une extrémité du tube à mémoire de gaz est reliée au tube à décharge avec un petit trou, et l'autre extrémité est reliée au tube à décharge par le tube en spirale de retour, de sorte que le gaz puisse circuler dans le tube à décharge et l'écoulement de tube à mémoire de gaz, le gaz dans le tube à décharge est échangée à tout moment.
Cavité résonnante optique : La cavité résonnante du laser de CO2 est habituellement plate et concave. Le miroir est fait de verre K8 optique ou quartz optique, qui est transformé en miroir concave avec un grand rayon de courbure. La surface de miroir est enduite d'un de film métallique avec un film plaqué or de réflectivité-un élevée. La réflectivité à la longueur d'onde des portées 98,8% de 10.6μm, et les propriétés chimiques sont stables. La lumière émise par le dioxyde de carbone est la lumière infrarouge. Par conséquent, le réflecteur doit employer les matériaux qui transmettent la lumière infrarouge, parce que le verre optique ordinaire n'est pas transparent à la lumière infrarouge. On l'exige pour faire un petit trou au centre du miroir de réflexion totale. Puis joint par morceau de matériel infrarouge qui peut transmettre le laser de 10.6μm pour sceller le gaz. Ceci fait une pièce du laser dans la sortie de cavité résonnante à partir de ce petit trou pour former un à rayon laser.
Alimentation et pompe d'énergie : Le courant dérivé du laser inclus de CO2 est relativement petit. Il utilise les électrodes froides et la cathode est faite de plats de molybdène ou de nickel dans une forme cylindrique. Avec un courant fonctionnant de 30-40mA, le secteur du cylindre de cathode est 500cm2, de sorte que la lentille ne soit pas polluée. Une barrière légère est ajoutée entre la cathode et la lentille. La pompe est excitée par un approvisionnement d'alimentation CC continu. Le principe de l'approvisionnement d'alimentation CC pour exciter le laser de CO2 est que la tension CC est d'augmenter la tension CA dans la ville avec un transformateur, et obtient l'électricité à haute tension par la rectification à haute tension et le filtrage à haute tension à ajouter au tube de laser.