レーザーの原理と種類

原理と種類レーザ
レーザーとは何ですか?
レーザー(放射線の誘導放出による光増幅) ;より良いアイデアを得るために、以下の画像を見てください。

より高いエネルギー レベルにある原子は自発的により低いエネルギー レベルに遷移し、光子を放出します。これは自然放射と呼ばれるプロセスです。
ポピュラーとは、地面にあるボールが最適な位置であり、ボールが外力によって空中に押し出されるとき（ポンピングと呼ばれます）、外力が消えた瞬間にボールが高高度から落下して解放されると理解できます。ある程度のエネルギー。ボールが特定の原子の場合、その原子は遷移中に特定の波長の光子を放出します。

レーザーの分類
人々はレーザー発生原理を習得し、さまざまな形式のレーザーを開発し始めました。レーザー加工材料に応じて分類すると、ガスレーザー、固体レーザー、半導体レーザーなどに分けることができます。
1、ガスレーザー分類：原子、分子、イオン;
ガスレーザーは気体または金属蒸気を作動物質とし、レーザー出力の波長範囲が広いことが特徴です。最も一般的なのは CO2 レーザーで、CO2 を作動物質として使用し、放電の励起によって 10.6um の赤外線レーザーを生成します。
ガスレーザーの作動物質は気体であるため、レーザーの全体構造が大きすぎ、ガスレーザーの出力波長が長すぎるため、材料加工性能は良好ではありません。したがって、ガスレーザーはすぐに市場から排除され、特定のプラスチック部品のレーザーマーキングなど、特定の特定の分野でのみ使用されるようになりました。
2, 固体レーザー分類：ルビー、Nd:YAGなど。
固体レーザーの作動材料はルビー、ネオジムガラス、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）などで、母材となる結晶やガラス中に均一に取り込まれた活性イオンと呼​​ばれる微量なイオンです。
固体レーザーは、動作物質、ポンピング システム、共振器、冷却およびフィルター システムで構成されています。下の画像の中央にある黒い四角形はレーザー結晶で、明るい色の透明なガラスのように見えます。希土類金属をドープした透明な結晶で構成されています。これは、光源に照らされると粒子分布反転を形成し (地面にある多くのボールが空中に押し出されるということを簡単に理解してください)、粒子が遷移するときに光子を放出する、希土類金属原子の特殊な構造です。フォトンの数が十分であれば、レーザーが形成されます。放射されたレーザーが一方向に出力されることを保証するために、全ミラー (左側のレンズ) と半反射出力ミラー (右側のレンズ) があります。レーザーが出力されると、特定の光学設計を通じてレーザーエネルギーが形成されます。

3, 半導体レーザー
半導体レーザーとは、簡単に説明するとフォトダイオードで、ダイオードの中にPN接合があり、一定の電流を加えると半導体内の電子遷移が形成されて光子が放出され、レーザーとなるのです。半導体から放出されるレーザーエネルギーが小さい場合、低出力の半導体デバイスをレーザーのポンプ源（励起源）として使用できます。ファイバーレーザー、こうしてファイバーレーザーが形成されます。半導体レーザーの出力をさらに高めて材料を加工するために直接出力できるようにすると、ダイレクト半導体レーザーになります。現在、市販されている直接型半導体レーザーは10,000ワットレベルに達しています。

上記のいくつかのレーザーに加えて、人々は燃料レーザーとしても知られる液体レーザーも発明しました。液体レーザーは固体レーザーよりも体積と動作物質が複雑であるため、ほとんど使用されません。