اصول و برنامه های کاربردی 632.8nm او - ne لیزر

درهلیوم - نئون (او - ne) لیزرها، به عنوان نماینده لیزرهای گاز کلاسیک ، به دلیل عملکرد منحصر به فرد و کاربرد گسترده ، در بسیاری از زمینه ها موقعیت ضروری را در بسیاری از زمینه ها اشغال می کند. به خصوص لیزر He {1} ne} ne که در طول موج 632.8 نانومتر کار می کند ، که در باند قرمز قابل مشاهده است ، بیشتر مطابق با عادت های درک بصری انسان است. علاوه بر این ، از تک رنگ ، انسجام و هدایت بسیار خوبی برخوردار است و آن را به یک منبع نور متداول در تحقیقات علمی و کاربردهای صنعتی تبدیل می کند. در تحقیقات عمق 5 {{}} در مورد اصل ، ویژگی ها و کاربردهای 632.8nm HE- ne} ne نه تنها به پیشرفت فناوری های مرتبط کمک می کند بلکه پشتیبانی قوی از شیوه های نوآورانه را در زمینه های مختلف فراهم می کند.

I. اصول اساسی

(i) مکانیسم انتقال ماده و سطح انرژی

ماده کاری لیزر HE {{0} ne ، ترکیبی از گازهای هلیوم و نئون به نسبت خاصی است ، معمولاً با نسبت حدود 5: 1 تا 20: 1 و تحت شرایط فشار کم 5 {5 {عمل می کند. در چنین شرایطی خاص ، هنگامی که یک میدان الکتریکی اعمال می شود ، الکترون ها انرژی می گیرند و شتاب می گیرند ، ابتدا با اتم های هلیوم برخورد می کنند و آنها را به حالت متاست می رسند. از آنجا که انرژی حالت قابل استفاده در اتم های هلیوم کمی بیشتر از برخی از سطح انرژی هیجان زده اتم های نئون است ، اتم های هلیوم در این حالت انرژی خود را به اتم های نئونی منتقل می کنند و از این طریق اتم های نئون را به سطح انرژی بالاتر می رسانند. از آنجا که تعداد زیادی از اتم های نئونی از سطح انرژی بالا هیجان زده می شوند ، توزیع وارونگی جمعیت حاصل می شود که یک شرط لازم برای تولید انتشار تحریک شده است. هنگامی که اتم های نئونی در سطح انرژی بالا به سمت پایین می روند ، آنها نور از طول موج خاص را آزاد می کنند ، در میان آنها 632.8 نانومتر دقیقاً با طول موج یک خط انتقال خاص اتم های نئونی مطابقت دارد. این فرایند شامل پدیده های فیزیکی پیچیده اتمی و تعامل بین ذرات میکروسکوپی است. فاکتورهای کنترل دقیق مانند ترکیب گاز ، فشار و شرایط تخلیه برای اطمینان از تولید لیزر پایدار بسیار مهم است.

(ب) طراحی حفره طنین انداز نوری

The optical resonator cavity is one of the core components of the He-Ne laser. It consists of two mirrors with different reflectivities. One end is a high-reflection mirror (HR>99.99 ٪) ، که تقریباً کاملاً منعکس کننده نور است. انتهای دیگر یک اتصال دهنده خروجی (میزان انتقال OC 1 ~) است که به مقدار کمی از نور می تواند به عنوان خروجی لیزر عبور کند. با طراحی دقیق طول و شکل حفره طنین انداز ، حالت های طولی می توانند به طور موثری انتخاب شوند ، به این معنی که فقط امواج نوری که شرایط فاز خاصی را برآورده می کنند می توانند نوسانات پایدار در حفره ایجاد کرده و به طور مداوم تقویت شوند. این مکانیسم انتخاب حالت ، تک رنگ بالا و ثبات فرکانس لیزر را تضمین می کند. علاوه بر این ، یک طول حفره مناسب ، طول انسجام نسبتاً طولانی (به طور کلی تا حدود 30 سانتی متر) را تضمین می کند ، و این امکان را فراهم می کند که لیزر خروجی از ویژگی های تداخل خوبی برای اندازه گیری های دقیق و نیازهای تجربی مختلف برخوردار باشد. به عنوان مثال ، در آزمایش های تداخل سنج ، یک لیزر با طول انسجام طولانی می تواند الگوهای حاشیه ای روشن و روشن ایجاد کند و اندازه گیری دقیق جابجایی های ریز یا تغییرات ضخامت را تسهیل کند.

(iii) تجزیه و تحلیل ویژگی های قطبی سازی

نور ساطع شده توسط لیزر He {{0} ne معمولاً دارای ویژگی های قطبی سازی خاصی است. در بعضی موارد ، ممکن است نور خروجی به طور تصادفی قطبی شود ، اما در سایر طرح ها و شرایط عملیاتی ، خروجی قطبی به صورت خطی حاصل می شود. حالت قطبش تأثیر مهمی در بسیاری از سناریوهای کاربردی دارد. به عنوان مثال ، هنگام استفاده از منشور Wollaston برای تقسیم پرتو ، جهت قطبش نور حادثه باید در نظر گرفته شود تا از اثرات تقسیم صحیح اطمینان حاصل شود. مطالعات نشان می دهد که تفاوت هایی در زمان- dynamics طیفی بین اجزای قطبی سازی S/P وجود دارد. درک این خصوصیات به بهینه سازی طراحی مسیر نوری و بهبود عملکرد سیستم کمک می کند. با استفاده از عناصر و تکنیک های قطبی مناسب ، مانند ویندوزهای Brewster ، حالت قطبش لیزر می تواند به طور مؤثر کنترل و تنظیم شود تا نیازهای خاص برنامه را برآورده کند.

(IV) عوامل پایداری برق

حفظ قدرت خروجی پایدار یک شاخص اصلی لیزر HE {{0} ne است. با این حال ، در حین کار واقعی ، تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند نوسانات دما و تغییرات فعلی قرار می گیرد. برای دستیابی به شاخص پایداری 0.5 ٪ در ساعت در ساعت ، اقدامات متعددی انجام شده است. از یک طرف ، فن آوری جبران دیافراگم وارد می شود ، جایی که دمای محیطی مورد نظارت قرار می گیرد و پارامترهای کار در زمان واقعی- تنظیم می شوند تا بتوانند اثرات تغییرات دما را خنثی کنند. از طرف دیگر ، کنترل دقیق بزرگی جریان ، ثبات و قوام فرآیند تخلیه را تضمین می کند. این فن آوری ها و روش ها به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان و ثبات لیزر را در محیط های مختلف کار افزایش می دهند و این امکان را برای حفظ عملکرد پایدار در دوره های طولانی کار مداوم فراهم می کند.

ii. پارامترهای فنی کلیدی و انواع محصول

(i) مقایسه مشخصات معمولی

مدل های مختلفی از 632.8nm he- ne موجود در بازار وجود دارد که عمدتا از نظر دامنه قدرت ، قطر پرتو و زاویه واگرایی متفاوت است. به طور کلی ، قدرت می تواند از مقدار پایین تر 0.3MW تا بالاتر از 5 مگاوات باشد ، با قطر پرتو تقریباً بین φ0.6 میلی متر و φ1.5 میلی متر ، و زاویه واگرایی بسته به طرح های خاص متفاوت است. لیزرهای قدرت پایین برای مواردی مناسب هستند که تقاضای کم در مورد شدت نور دارند ، مانند تظاهرات آموزش یا کارهای تشخیص ساده. در حالی که لیزرهای قدرت بالا- برای برنامه هایی که به منابع نور شدید نیاز دارند ، مناسب تر هستند ، مانند انتقال مسافت طولانی-} یا تابش منطقه بزرگ {10}. علاوه بر این ، لیزرهای مخصوص طراحی شده مانند آنهایی که دارای طرح های منبع تغذیه مینیاتوری تقسیم شده اند ، وجود دارد که مزایایی مانند ساختار جمع و جور و طول عمر طولانی را ارائه می دهد و آنها را برای نصب و استفاده در دستگاه ها و محیط های مختلف مناسب می کند.

(ب) انواع عملکرد ویژه

علاوه بر نوع خروجی موج مداوم استاندارد ، - NE لیزر ، انواع مختلفی با عملکردهای خاص نیز وجود دارد. به عنوان مثال ، فرکانس ید -} لیزرهای تثبیت شده از ویژگی های باریک خط خطوط جذب مولکولی ید برای دستیابی به تثبیت فرکانس دقیق- ، که اغلب برای کالیبراسیون سایر ابزارها و تجهیزات استفاده می شود ، استفاده می کنند. فرکانس استیلن -} لیزرهای قفل شده می توانند فرکانس را با یک مقدار خاص قفل کنند و به عنوان دستگاه های استاندارد در باندهای ارتباطی نوری خدمت کنند. علاوه بر این ، لیزرهای مجهز به رابط های اتصال فیبر می توانند بهتر با سیستم های مسیر نوری پیچیده سازگار شوند و ادغام در مجموعه های مختلف آزمایشی و تجهیزات تولید را تسهیل کنند. این انواع عملکرد ویژه ، دامنه برنامه و انعطاف پذیری لیزرهای He {6} ne را گسترش می دهد.

iii مناطق کاربردی دقیق

(i) تحقیقات اساسی علمی

منبع نور تداخل سنج: به لطف انسجام بالای آن ، لیزر 632.8nm {{1} ne} ne یک منبع نور ایده آل برای تداخل سنج ها است. در تحقیقات فیزیک ، معمولاً برای اندازه گیری جابجایی های ریز ، سویه ها و تغییر شکل مواد استفاده می شود. به عنوان مثال ، در تست های عملکرد مکانیک مواد ، می توان تغییرات در حاشیه های تداخل را مشاهده کرد تا به طور دقیق میزان تغییر شکل مواد تحت استرس را محاسبه کند. در بازرسی با کیفیت از مؤلفه های نوری ، می توان از پدیده های تداخل استفاده کرد تا تشخیص دهد که آیا صاف بودن سطح و شعاع انحنای الزامات را برآورده می کند.

آموزش آزمایشگاه فیزیک: به عنوان یک ابزار آزمایشی کلاسیک ، لیزر HE {{0} ne به طور گسترده در آموزش آزمایشگاه فیزیک دانشگاه استفاده می شود. این می تواند به طور شهودی پدیده های نوری مهم مانند پراش توری و تداخل شکاف دو {2} را نشان دهد ، و به دانش آموزان کمک می کند تا مفاهیم و اصول اساسی اپتیک موج را درک و تسلط دهند. در عین حال ، به دلیل عملکرد نسبتاً ساده و سطح ایمنی بالا ، برای مبتدیان نیز بسیار مناسب است که بتوانند دست- را در زمینه مهارت ها انجام دهند و سواد علمی را پرورش دهند.

(ب) بازرسی و تولید صنعتی

تراز عناصر نوری دقیق: در طول مونتاژ و راه اندازی سیستم های نوری ، تراز دقیق موقعیت های مختلف عناصر نوری مورد نیاز است. در این زمان ، پرتوی مستقیم نازک ساطع شده توسط لیزر He {1} NE می تواند به عنوان یک پایه مرجع ایده آل باشد ، و به تکنسین ها کمک می کند تا سریع و دقیق موقعیت لنزها ، آینه ها و عناصر دیگر را تنظیم کنند تا از صحت مسیر نوری کل سیستم اطمینان حاصل کنند.

میدان انرژی نور پراکنده تجزیه و تحلیل کمی در فلوسیتومتری جریان: در زمینه زیست پزشکی ، فلوسیتومتری جریان یک روش مهم برای تجزیه و تحلیل سلول و مرتب سازی است. منبع نور پایدار ارائه شده توسط لیزر He {1} NE می تواند نشانگرهای فلورسنت را در تعلیق سلول تحریک کند و با تشخیص توزیع انرژی نور پراکنده ، اطلاعات مربوط به اندازه سلول ، مورفولوژی و غیره می تواند بدست آید. این برای مطالعه خصوصیات بیولوژیکی سلولی ، تشخیص بیماری و درمان از اهمیت بالایی برخوردار است.

سیستم نظارت بر کدورت و مرتب سازی مواد غذایی: با استفاده از میرایی شدت نور پس از عبور از نمونه ها ، نظارت واقعی- واقعی می تواند تحقق یابد. این اصل در صنعت فرآوری مواد غذایی برای تشخیص محصولات دارای درجه های مختلف ، مانند غربالگری برای رسیدن به میوه یا ارزیابی کیفیت گوشت اعمال می شود. از طریق سیستم های کنترل خودکار همراه با نتایج تشخیص لیزر ، می توان عملیات مرتب سازی خط تولید را انجام داد.

(iii) نوآوری دستگاه پزشکی

درمان تابش داخل عروقی برای بیماری های قلبی عروقی: در سالهای اخیر ، مطالعات نشان داده اند که تابش با لیزرهای طول موج مناسب می تواند گردش خون را تقویت کرده و عملکردهای متابولیک بافت را بهبود بخشد. بر اساس این اصل ، درمان با تابش داخل عروقی به تدریج در عمل بالینی به عنوان یک درمان کمکی برای برخی از بیماری های قلبی عروقی استفاده شده است. لیزر 632.8nm او {3} ne به دلیل توانایی نفوذ خوب و سازگاری زیست سازگار به یکی از منابع نور ترجیحی تبدیل می شود.

توسعه بالقوه تجهیزات درمانی لیزر تهاجمی غیر {{0}: علاوه بر روشهای درمانی جراحی سنتی ، روشهای لیزر تهاجمی غیر - توجه بیشتری را به خود جلب می کنند. انتظار می رود لیزر He {{2} ne نقش مهمی در این زمینه داشته باشد ، به عنوان مثال ، در درمان بیماری های پوستی یا ارتقاء بهبود زخم. در حال حاضر ، تحقیقات مربوطه به طور فعال در حال انجام است و دستگاه های پزشکی نوآورانه تر ممکن است در آینده پدیدار شوند.

(IV) برنامه های بین رشته ای مرزی

انتخاب منبع تحریک در طیف سنجی رامان: پراکندگی رامان یک پدیده خاص است که پس از درمان سخت در سطوح فلزی خاص مشاهده می شود. انتخاب یک منبع تحریک مناسب برای به دست آوردن طیف های رامان با کیفیت بالا- بسیار مهم است. لیزر 632.8nm HE {4} NE ، به دلیل طول موج و شدت زیاد آن ، اغلب به عنوان یک منبع تحریک ایده آل برای طیف سنج های رامان استفاده می شود و به بهبود حساسیت و وضوح تشخیص کمک می کند.

استراتژی های بهینه سازی مدولاسیون فاز در فناوری تصویربرداری هولوگرافی: تصویربرداری هولوگرافی روشی است که تمام اطلاعات مربوط به یک شیء ، از جمله دامنه و فاز را ثبت می کند. هنگام استفاده از لیزر He {1} ne ne برای هولوگرافی ، تنظیم پارامترهای لیزر می تواند مدولاسیون فاز مؤثر را تحقق بخشد ، در نتیجه کیفیت تصویربرداری و کنتراست را بهبود می بخشد. این برای سه بازسازی بعدی -} ، ساخت نانو-} nano و سایر زمینه ها از اهمیت بالایی برخوردار است.

anti -} پرونده طراحی سیستم ناوبری بصری دریایی: در محیط های دریایی ، روشهای سنتی ناوبری بصری به راحتی تحت تأثیر شرایط نامساعد آب و هوایی قرار می گیرند. یک سیستم ناوبری بصری دریایی که با لیزر He {{1} ne طراحی شده است به عنوان منبع سیگنال دارای قابلیت تداخل ضد {{2} قوی است و حتی در شرایط دید کم مانند روزهای مه آلود یا بارانی ، راهنمایی های قابل اعتماد را ارائه می دهد. کاربرد موفقیت آمیز این سیستم مزایای منحصر به فرد لیزر HE- NE را در شرایط خاص نشان می دهد.

به طور خلاصه ، لیزر 632.8nm هلیوم -} نئون (او - ne) به دلیل اصل کار منحصر به فرد ، ویژگی های عملکرد عالی و برنامه های گسترده در زمینه های مختلف ، به بخشی جدایی ناپذیر از فناوری نوری تبدیل شده است. این ترکیب مزایایی از قبیل کم هزینه ، سهولت در عملکرد و قابلیت اطمینان بالا ، ایفای نقش های حیاتی نه تنها در تحقیقات اساسی علمی بلکه در تولید صنعتی ، سلامت پزشکی و سایر حوزه ها است. با نگاه به آینده ، با توسعه مداوم فن آوری های بسته بندی مینیاتوریزه ، قابل حمل او- ne ne محبوب تر خواهد شد. در همین حال ، پیش بینی می شود که پیشرفت در فن آوری های تثبیت فرکانس جدید مرزهای کاربرد آن را در مناطق بالا- بالا مانند اندازه گیری کوانتومی گسترش دهد. می توان پیش بینی کرد که برای مدتی آینده ، لیزر 632.8 نانومتر {9} NE} NE یک ابزار ضروری برای محققان و مهندسان خواهد بود.

اطلاعات تماس:

اگر ایده ای دارید ، احساس راحتی کنید که با ما صحبت کنید. مهم نیست که مشتریان ما در کجا قرار دارند و نیازهای ما چیست ، ما هدف خود را دنبال خواهیم کرد تا با کیفیت بالا ، قیمت پایین و بهترین خدمات به مشتریان خود ارائه دهیم.