Твърдотелни лазери са различни от газа основно само изпомпване характер. За създаване на последователна радиация се използва оптично изпомпване.
Изпомпване обикновено се извършва чрез охладител и работен среден се извършва чрез емисията на газоразрядни лампи, светодиоди, лазери и т.н. Най-често използваната лампа-изпомпва.
Обикновено в изграждането на твърд лазер (фиг. 3.19) се използва активен (лазер) прът 1 и изпомпване на светлина 2 същия ( "молив") структура. Огледала 3 и 4 се отделя чрез оптичен кухина оптичен контрол на врата 5. За ефективно използване на оптично изпомпване енергия прът 1 и лампа 2 се поставят в затворен отражател 6 елипсовидна форма. Елементите 1 и 2 са поставени в огнища на елипсовидно напречно сечение на рефлектора, което позволява да се концентрира енергията в оптично изпомпване на активното среда обем. Отражателят 6 е запълнена с охлаждащ агент, който се изпомпва чрез лазер периодично.
Активното средство се използва кристални или аморфни изолатор като луминисцентни центрове.
Фигура. 3.19 - Твърди непрекъснато лазер (дизайн вариант)
група йонни кристали с примеси е най представител сред лазерни материали. Кристалите на неорганични съединения флуориди (CaF2. LaF3. LiYF4), окиси (Al2 О3) и комплексни съединения (CaWO4. Y3 AL15 Ø12. Ca5 (РО4) 3 F), съдържащи се в кристалната решетка на активни примеси йони, редкоземен (самарий Sm 2+. Диспрозий Dy 2+. тулий Tw 2+. 3+ Tw. празеодим Pr 3+. неодим Nd 3+. ербий Er 3+. холмий HO 3+), преходен (хром Cr 3+. Ni2 + никел. кобалт Co 2+ . ванадий V 2+) елементи или уранови йони U 3+. Концентрацията на активното примес в кристалите е от 0.05 до няколко процента (от теглото). Генериране възбужда чрез оптично изпомпване, енергията се абсорбира главно от йони примеси. Предлаганите лазерни материали се характеризират с висока концентрация на активното вещество (19 октомври --10 21 cm -3), за генериране на много малка ширина линия (0,001--0,1 пМ) и малък ъглово отклонение на генерираните радиация.
Недостатъците на тези материали трябва да включват ниско (1-5%), коефициентът на преобразуване на електрическа енергия в светлинна енергия в "помпа-кристални леки" лазерни пръти производство сложност и голям размер на необходимата оптична хомогенността.
Лазерни кристали с примеси се отглеждат доза обикновено е насочено стопилка кристализация в специални (кристализация) устройства, които осигуряват висока стабилност на температурата на стопилката и скоростта на кристалния растеж. От отглеждат кристали цилиндрични пръчки се нарязват на дължина от 250 mm и диаметър 2-20 mm. Краищата на прътите са полирани и след това полирани. В повечето случаи пръти са произведени с плоски дъна, успоредни една на друга с точност от 3-5 "и строго перпендикулярна на геометричната ос на пръта. Може би използването на сферични части, или други (не по подразбиране) конфигурация.
Като активен елемент, използван в лазер pervompromyshlennom рубин.
Rubin (лат ruberus - .. Red и pozdnelat rubinus) е вариант на минералната корунд (Al2 О3), но съдържа примеси йони на хром Cr 3+ (от стотни до 2%, обикновено 0.05%), което се замени йони алуминиев Al 3+ и (за разлика от безцветно корунд) определя рубин червен цвят. лазер колебание дължина на вълната рубина λ = 694,3 нм.
Катализатори Понастоящем vremyatverdotelnye лазери се основава главно на кристали от итрий-алуминиев гранат, допълнена с неодимови йони (Nd: YAG). Активното средство е кристал, в който Y3Al5O12, където част от Y3 + йони заместен ionamitrohvalentnogo niodimaNd3 +.
Nd: YAG-лазери могат да работят и в двете непрекъснат и импулсен режим. При работа в импулсен режим се използва за изпомпване на ксенонова лампа (с мощност на помпата
10 W), в непрекъснат - криптон (при включване на помпата
100W). Размер барове са същите като тези на лазер рубин.
Настройки на изходна мощност:
непрекъснато многомодовото - 500 W;
в импулсен режим с висока скорост на повторение (50 Hz) - 200 W;
РМД във времето - до 50 MW.
В устройствата се използват CtP лазерна мощност от 1 W до няколко киловата. Ефективността е 3 (когато се използва за изпомпване светлина) до 10% (когато се прилага за диоди на помпата). Дълбочината на полето в този случай достига 60 микрона. Използвайте лазери с дължина на вълната от 1064 пМ, и sudvoennoy честота (532 нм).
За да използвате ефективно енергията емисии на лампата на помпата се използва затворена рефлектор с охлаждаща течност се изпомпва през обема си. Един от най-ефективните форми на рефлектора е елиптична. В тази форма на напречното сечение на рефлектора на лампата на помпата и активният елемент е разположен на огнища на елипсовидно напречно сечение, което осигурява максимална концентрация на светлинен изпомпване на енергия в дебелината на активния елемент.
Тъй като оптични огледала резонатор в твърдо състояние лазер могат да се използват оптично обработени краища на активния елемент, евентуално снабдена с отразяващи покрития за получаване на желаните стойности на коефициентите на отражение и предаване. Ако е необходимо, за да се получат специални свойства на лазерно лъчение (режим характер поляризация състава, и други подобни), огледала на оптичния резонатор могат да бъдат външни, което може да се дължи на оптична технология за обработка и покритие.
Активен елемент и помпена лампа на твърди лазери обикновено изисква течно охлаждане в случаите, когато силата на лазерното лъчение не е достатъчно малка (в нивото миливата). Това води до по-сложна конструкция, като охлаждащата течност чрез енергията на помпата ще се проведе, което не трябва да се абсорбира значително по тази течност.
Обикновено твърдотелен лазер, с изключение на захранването, оборудвана със специална система за охлаждане помпа и топлообменник, което води до понижаване на общата ефективност и налага да изпълнява допълнителна поддръжка по време на работа.
Вариант ND: YAG лазер с помпена лампа е показано на фиг. 3.20. В твърдо състояние ND: YAG лазери-с лампа-изпомпва лазерни източници се използва за първи път в системите за CTP флексография. Днес те са инсталирани в много системи, тъй като е доказано, надеждно решение. Компоненти на такъв лазер усъвършенствани в продължение на десетилетия, а сега те са ангажирани в производството на стотици фирми в цял свят.
Фигура 3.20. Вариант ND: YAG лазер с лампа помпена 1 - огледало за обратно виждане; 2 - лампа изпомпване; 3 - кристал на Nd: YAG; 4 - отражател; 5 - клапан; 6 - изход огледало; 7 - светлина модулатор; 8 - фокусиране оптична система
Някои от недостатъците на тези лазери, принуден в някои случаи да се търси негов заместник. Развитие и усъвършенстване на лазерна технология през 90-те. Това доведе до разпространението на твърди лазери, когато източникът на лампата светлина беше заменен от полупроводникови лазери (диод). Един от вариантите на оптичната система на тези лазери е показано на фиг. 3.21.
Фигура 3.21- Едно изпълнение на Nd: YAG лазер-изпомпва 1 - задната огледало; 2 - лазерен диод оптично изпомпване; 3 - кристал на Nd: YAG; 4 - корпус; 5 - клапан; 6 - изход огледало 7 - светлина модулатор; 8 - фокусиране оптична система
В полупроводникови лазери (диод) лампи се използват вместо изпомпва мощни лазерни диоди, излъчващи светлина, дължина на вълната (808 нанометра), която е необходима за активния елемент кристал Nd: YAG лазер. Основната разлика между тези лазери лазери с флаш лампа-изпомпва е значително по-висока (по ред) ефективността на преобразуване на излъчване на висока мощност лазерни диоди, който избягва висока консумация на енергия и премахване на интензивен външно охлаждане вода (вътрешен контур вода охлаждането на активната лазерна тялото все още изисква). Всичко това прави системата за запис на изображения с такива лазери лесно за използване.
Мощност диодна изпомпва лазери позволява да се раздели на лазерния лъч в няколко отделно контролируеми греди, без влошаване на качеството на радиация. Следователно, такива лазери са от съществено значение за конструиране multibeam системи оптичен запис се използват за подобряване на производителността, тъй като няколко успоредни лъчи изложени материал.
В устройства с разделянето на лазерния лъч (за разлика от системите, в които се използват две различни лазер) с течение на времето в растерното изображение не се показва ивици. Известно е, че лазери след известно време, може да се появи слабо отклонение на лазерния лъч, който се експресира в по-малки (няколко микрона) компенсират петна върху материала за запис в произволна посока. Но когато двете греди, получени чрез разделяне на един-единствен лъч, това отклонение за двете записващи петна е в синхрон и не води до проблеми. Ако две приложните лазер място е възможно несъответствие, което води до появата на ленти в изображението. Този ефект може да бъде отстранен само повторно калибриране, което може да се извърши само сили, специално обучен персонал.
Твърдо лазери имат следните предимства:
малка дължина на вълната позволява да се получи диаметър място по-малко от 10 микрона и значително увеличаване на разделителната способност на запис;
минимални загуби по време на преминаване през оптични вълноводи опростяване и лекота на лазерни системи модулация строителни;
значителен брой известни материали (особено метали) имат висок коефициент на абсорбция в региона на излъчваната дължини на вълните, което улеснява развитието на печатни плочи и лазерно писане повишава ефективността.
В сравнение с CO2 лазери те работят с много по-къса дължина на вълната, което позволява да се съсредоточи на радиация твърдотелни лазери в по-малък размер на светлинното петно. В сравнение с аргон лазери те осигуряват 2-3 пъти по-голяма ефективност стойност. Тези предимства са компактни, мобилен, и т.н.
В сравнение с газ, гранат лазери са по-скъпи и в експлоатация изискват повече внимание на превенцията - необходимостта от периодична подмяна на помпена лампата, поддържане на чистотата на охладителната течност в процеса на изпомпване. В допълнение, лазер гранат има някои трудности с стабилността на радиация.
СТР-устройство с твърди лазери, компанията предлага photopolymerization и сребро печатни форми и плочи с хибридни и топлочувствителни слоеве. По този начин под въздействието на лазер с дължина на вълната 1064 пМ термочувствителни слоеве могат да бъдат подложени на термично унищожаване, отстраняване или termostrukturirovaniyu.
Твърдо състояние YAG лазери-CtP оборудвана устройство Polaris (Agfa), LaserStar LS (Krause), DigiPlater (PPI) и много други. Напоследък обаче, все повече и повече лазерни диоди се използват вместо твърди лазери.
PNA твърди лазери не се използват на практика.
Свързани статии