Все о принципе работы лазера: кратко и понятно
Лазерный луч – это поток сфокусированного света на одной длине волны. Существует большое количество лазеров. В зависимости от типа, они используются в разных сферах деятельности человека: от медицины до строительных и сварочных работ.
Что такое лазерный луч?
Что такое лазерный луч простыми словами? Это пучок света, в котором длина входящих в него световых волн фиксирована, а частота постоянна.
Лазерный луч создает специальное устройство под названием лазер. Принцип работы установки заключается в том, что она обеспечивает узконаправленное действие световых волн.
Для сравнения: обычный свет рассеивается от источника по разным направлениям, а луч в лазерной установке – это собранные в пучок световые волны. Они обеспечивают воздействие невероятной силы в одной точке приложения.
Лазерная конструкция: принципы работы
Принцип работы лазера кратко и понятно заключается в следующем: под влиянием внешнего электромагнитного поля происходит вынужденное излучение фотонов (мельчайших частичек света). Именно оно лежит в основе работы лазерной конструкции любого типа.
Лазерная генерация возникает только тогда, когда число атомов в возбужденном состоянии превышает число атомов в состоянии спокойствия. Благоприятную среду с такими свойствами можно создать, специально накачав ее энергией из внешнего источника. Процесс наполнения дополнительной энергией в этом случае так и называется – накачка. Способ накачки определяет тип лазера.
Любая лазерная установка имеет три основные части:
- Источник энергии. Может быть любым – электрическим, тепловым, химическим и др. Задача этого элемента конструкции – наполнить энергией рабочее тело лазерной установки, чтобы вызвать в нем генерацию светового лазерного потока.
- Активная рабочая среда. Твердое, жидкое, газообразное или плазменное вещество, в котором и формируется лазерный луч.
- Система зеркал – устройство для усиления излучаемого света. Простейший резонатор состоит из двух зеркал, расположенных параллельно. Одно из зеркал должно быть полупрозрачным, чтобы часть света отражалась от его поверхности, а другая проходила сквозь него.
От чего зависит мощность лазера в такой установке? Ее определяют тип активной среды и ее агрегатное состояние. В зависимости от того, лазер с какими характеристиками нужно получить, выбирается и вид активной среды.
Лазерный луч: виды, классы, характеристики
Без лазеров трудно представить жизнь современного человека – их использование ускоряет и упрощает многие процессы. Основные виды используемых на сегодня лазеров:
- газовые;
- полупроводниковые;
- жидкостные;
- твердотельные.
Еще одна важная характеристика лазеров – их класс. Этот параметр отображает степень безопасности работы с той или иной установкой. Работа с лазером всегда предполагает использование защиты для глаз в виде очков. Приступая к работе, важно учитывать, что класс лазера – это характеристика, напрямую связанная с мощностью излучаемого потока энергии. Существует всего 4 класса лазеров по степени опасности генерируемого излучения:
- I – полностью безопасные для глаз и кожи;
- II – опасность при облучении коллимированным пучком;
- III – опасность диффузно отраженного излучения на расстоянии менее 10 см от кожи и глаз;
- IV – опасность диффузно отраженного излучения на расстоянии 10 см от глаз.
Основные характеристики лазеров любого типа – мощность и диапазон. Мощность определяет толщину лазерного луча, направленного из установки.
Как увидеть лазерный луч глазами? В чистом воздухе сбоку невозможно увидеть ни один луч, ни на свету, ни в темноте. Лазеры видимого излучения по причине своей дороговизны не применяются в технике. Однако для определения направления такого луча, устройства, работающие с лазерами, оснащаются еще одним видимым лучом. Он служит лазерной указкой или своеобразным прицелом.