تیوب دستگاه لیزر
تیوب دستگاه لیزر یکی از بهترین از پرکاربردترین نوع لیزر در صنعت لیزر CO2 می باشد. از تیوب لیزر جهت برش و حکاکی انواع مواد از قبیل : چوب ، پارچه ، چرم ، شیشه ، سنگ و … می توان استفاده نمود.
از تیوب دستگاه لیزر یا تیوب لیزر جهت نگهداری گاز CO2 و ایجاد اشعه دستگاه لیزر استفاده می شود. این نوع تیوب رسی اصلی ترین جزء در دستگاه لیزر co2 می باشد.منبع : آلفالیزر
ليزرهاي گازى استفاده از فازها به عنوان ماده فعال ليزري تفاوت جالبي با جامدات دارد . به دليل آنكه جمعيت هاي معكوسي كه مي توان در گازها به دست آورد خيلي كمتر از جامدات است . يك ميله Nd : YAG تقريباً تقريباً ۱ , ۲۰ اتم N در هر متر مكعب دارد ولي در ليزر He – Ne فقط ۱۰۲ اتم Ne در هر متر مكعب وجود دارد . بنابراين انتظار داريم كه ليزرهاي گازي پر قدرت خيلي حجيم و بزرگ باشند ، از سوى دير گازها بسيار يكنواخت تر و همگن تر از جامدات هستند و مي توان براي خنك كردن و دوباره پركردن آنها را در يك مدار بسته به حركت در آورد .
از آنجايي كه اتمها خطوط جذبي بسيار باريكي در گازها دارند تقريباً غير ممكن است كه به كمك تحريك ( دمش ) نورى در آنها جمعيت معكوس ايجاد نمود و به جاي آن معمولا از روش تخليه الكتريكي استفاده مي شود .
گاز تحت فشار تقريباً كم ، داخل لوله تخليه با آند و كاتد در دو طرف آن قرار دارد . این سیستم عملکرد در تیوب لیزر نیز صدق می کند .اگر آينه هاي لیزر تشديد كننده خارج از لوله تخليه باشند ، پنجره هاي بروستر در دو انتهاي لوله قرار ميگيرند تا اتلاف در اثر بازتاب را كاهش دهند ( اين عمل البته باعث بلاريزه شدن نور خروجي مي شود . ولتاز چندين كيلو ولت در سرتاسر لوله اعمال مي شود تا تخليه الكتريكي انجام شود . در بعضي موارد گاز ممكن است قبلا كمي يونيزه شود . اين عمل به كمك يك پالس ولتاز بالا كه به يكي از الكترودها اعمال شود و يا يك سيم كوتاهي كه به دور لوله بيجيده شود ، انجام مي برد . در اين روش تخليه الكتريكي هم الكترونها و هم يونها و هم اتم هاي خنثي وجود دارند . الكترون هاي آزاد توسط ميدان الكتريكي در تخليه شتاب مي گيرند و به سمت آند حركت مي كنند و اگر در بين راه به اتمها و يونها برخورد كنند مقدارى و با همه انرژي خود را در برخورد با آنها از دست مي دهند و آن ها را به تراز بالاي ليزري دمش مي كنند .
عملکرد ليزرهاي گازي را به سه دسته مهم تقسيم مي كنيم :
ليزرهاي اتمي
ليزرهاي يوني
ليزرهاي مولكولي
بسته به اين كه گذار ليزري بين دو تراز انرژي اتم و يا يون و يا مولكول به وقوع بپيوندد .
معروف ترين ليزر اتمي ( در حقيقت يكي از معروف ترين ليزرها ) ليزر He – Ne است . ماده فعال آن مخلوطي از هليوم و نئون است كه با نسبت حدود ۱۰ قسمت هليم و ۱ قسمت نئون به دست مي آيد . اين مخلوط در يك لوله ناز از جنس B ( بور ) با قطر حدود چند ميليمتر و طول حدود ۰ / ۱ تا ۱ متر در فشار حدود ۱۰ ميليمتر جيوه قرار مي كرد . تخليه الكتريكي همان طور كه در بالا اشاره شد به وقوع مي پيوندد و فقط نكته قابل توجه اينكه به دليل كم شدن مقاومت لوله وقتى تخليه الكتريكي شروع مي شود مقاومت بايد به طور سري با منبع تغذيه قرار گيرد تا جريان را محدود سازد
گذارهاي ليزري بين تراز هاي انرژي نئون ، با جندين گذار مختلف ممكن است . اين گذارها بين دو گروه ترازها كه با ۳S و ۲s اتفاق مي افتد . متأسفانه تحريك كردن مستقيم اتم هاي Ne به اين ترازها بسيار مشكل و ناكارآمد است و لذا از يك روش كمكي بايد استفاده نمود . خوشبختانه ، ترازهاي هليم ( s ‘ ۲ و s ( ۲ ) كه كاملاً نزديك به ترازهاي 3S و 35 نئون هستند و به علاوه به آساني در تخليه الكتريكي دمش مي شوند .
وقتي هليو هاى تحريك شده به اتمهاي نئون در حالت بانه برخورد مي كنند ، ممكن است انرژى خود را به آنها بدهند و آنها را به تراز تحريكي مورد نظر Ne بفرستند . ترازهاي هليم و نئون دقيقا بر روى هم منطبق نيستند ولى اختلاف آنها كم است و اين اختلاف با انرژي هاي جنبشي اتم ها در تبادل انرزي تقريباً جبران مي شود .
ليزر هليوم – نئون مثال ديگري از ليزرهاي 4 تراز است و بنابراين لازم است جمعيت تراز پائيني ليزر در حداقل ممكن نگه داشته شود . بدين معني كه الكترونها در تراز پائينى ليزر بايد به سرعت به حالت پایه برگردند . در نئون يك فرآيند پله اي وجود دارد ، فرآيند اول از 2pبه ۱s كه گذار انتقال سريعي است و دومي كه ۱s به حالت پایه كه خيلي سريع نيست .
گذار دومي با برخورد به جداره لوله تقويت مي شود . در واقع نشان داده شده است كه بهره ليزر با قطر لوله نسبت عكس دارد و بنابراين قطر لوله تخليه بايد در حداقل ممكن نگه داشته شود
گذار ۲p به ۱s مورد توجه است به دليل اين كه رنگ لامپ هاي نئون را دارد . بنابراين تراز ۲p توسط تخليه الكتريكي معمولاً دمش مي شود و اين باعث افزايش جمعيت تراز ۲p و متعاقباً كاهش جمعيت معكوس مي شود . ( لااقل براي طول موجهاى ۱ / ۱۵ ميكرون و ۱۳۲ / ۸ نانومتر و ۵۶۳۷۵ نانومتر ) و در حقيقت نيز باعث كاهش توان ليزر در لوله هاي با جريان هاي زياد مي گردد .
بنابراين ما نمي توانيم با افزايش جريان توان خروجي ليزر را افزايش دهيم و از اين رو ليزر He – Ne همچنان يك ليزر نسبتاً كم توان باقي مي ماند . گرچه گاهي ليزرهاي هليوم – نئون با آينه هاي خارجي ، براي وقتي كه لازم است قطعات ايتيكي را در داخل كاواک قرار دهيم ساخته مي شود ولي بهتر است آينه ها بر روي لوله نصب شوند . منبع : رایمون لیزر
