레이저는 20세기의 가장 중요한 발견 중 하나라고 해도 과언이 아닙니다.

레이저 란 무엇입니까?

간단히 말해서, 레이저 강력한 좁은 광선을 생성하는 장치입니다. 이름 "레이저"( 레이저)는 영어 표현을 구성하는 단어의 첫 글자를 더하여 만들어집니다. 엘 바로 NS증폭 ~에 의해 NS자극 이자형사명 NS NS에이션그 의미 "유도방출에 의한 빛의 증폭." 레이저는 매우 강한 재료에도 구멍을 태울 수 있는 강도의 광선을 생성하여 1초도 안 되는 시간을 보냅니다.

일반 빛은 소스에서 다른 방향으로 산란됩니다. 이를 빔으로 모으기 위해 다양한 광학 렌즈 또는 오목 거울이 사용됩니다. 그리고 그러한 광선이 불을 붙일 수도 있지만,에너지는 레이저 빔의 에너지와 비교할 수 없습니다.

레이저 작동 방식

레이저 작동의 물리적 기반은 현상입니다. 강요된, 또는 유도, 방사선 ... 그 본질은 무엇입니까? 어떤 종류의 방사선을 자극이라고 합니까?

안정된 상태에서 물질의 원자는 에너지가 가장 낮습니다. 이 조건은 고려됩니다 메인 다른 모든 상태는 흥분한 ... 이러한 상태의 에너지를 비교하면 여기 상태에서는 바닥 상태에 비해 과도합니다. 원자가 여기 상태에서 안정 상태로 이동할 때 원자는 자발적으로 광자를 방출합니다. 이러한 전자기 복사를 자발적 방출.

외부 (유도) 광자의 영향으로 여기 상태에서 안정적인 상태로의 전이가 강제로 발생하면 새로운 광자가 형성되며 그 에너지는 전이 준위 간의 에너지 차이와 같습니다. 이러한 방사선을 강요된 .

새로운 광자는 방출을 일으킨 광자의 "정확한 사본"입니다. 동일한 에너지, 주파수 및 위상을 갖습니다. 그러나 원자에는 흡수되지 않습니다. 결과적으로 이미 두 개의 광자가 있습니다. 다른 원자에 작용하여 새로운 광자의 추가 출현을 유발합니다.

원자가 여기 상태에 있을 때 유도 광자의 영향으로 원자에서 새로운 광자가 방출됩니다. 여기되지 않은 상태의 원자는 단순히 유도 광자를 흡수합니다. 따라서 빛이 증폭되기 위해서는 들뜬 원자보다 들뜬 원자가 더 많아야 합니다. 이 상태를 인구 역전.

레이저 작동 방식

레이저 디자인에는 3가지 요소가 포함됩니다.

1. 레이저의 "펌핑" 메커니즘이라고 하는 에너지원.

2. 레이저의 작동 본체.

3. 거울 시스템 또는 광학 공진기.

에너지원은 다음과 같이 다를 수 있습니다.전기, 열, 화학, 빛 등. 그들의 임무는 레이저의 작동체에 에너지를 "펌핑"하여 레이저 광 스트림을 생성하는 것입니다. 에너지원이라고 합니다 기구레이저 "펌핑" ... 화학 반응, 다른 레이저, 플래시 램프, 전기 스파크 갭 등이 될 수 있습니다.

일하는 몸 , 또는 레이저 재료 , 기능을 수행하는 물질이라고 합니다. 활동적인 환경... 실제로, 레이저 빔은 작동 매체에서 생성됩니다. 어떻게 이런 일이 발생합니까?

공정 초기에 작동 유체는 열역학적 평형 상태에 있으며 대부분의 원자는 정상 상태입니다. 방사선을 일으키기 위해서는 시스템이 상태로 들어가도록 원자에 작용할 필요가 있습니다 인구 역전... 이 작업은 레이저 펌핑 메커니즘에 의해 수행됩니다. 한 원자에 새로운 광자가 나타나자 마자 다른 원자에서 광자가 형성되는 과정이 시작됩니다. 이 과정은 곧 눈사태가 될 것입니다. 모든 결과 광자는 동일한 주파수를 가지며 광파는 엄청난 파워의 빔을 형성합니다.

고체, 액체, 기체 및 플라즈마 물질은 레이저의 활성 매체로 사용됩니다. 예를 들어, 1960년에 만들어진 첫 번째 레이저에서 루비는 활성 매질이었습니다.

작업 본체는 광학 공진기 ... 그 중 가장 단순한 것은 두 개의 평행 거울로 구성되며 그 중 하나는 반투명합니다. 빛의 일부를 반사하고 일부를 투과시킵니다. 거울에 반사되어 빛의 광선이 되돌아와 증폭됩니다. 이 과정이 여러 번 반복됩니다. 레이저 출구에서 매우 강력한 광파가 생성됩니다. 공진기에 더 많은 거울이 있을 수 있습니다.

또한 회전 각도, 필터, 변조기 등을 변경할 수있는 거울과 같은 다른 장치가 레이저에 사용됩니다. 도움으로 파장, 펄스 지속 시간 및 기타 매개 변수를 변경할 수 있습니다.

레이저가 발명되었을 때

1964년 러시아 물리학자 Alexander Mikhailovich Prokhorov와 Nikolai Gennadievich Basov, 미국 물리학자 Charles Hard Towns는 암모니아에 대한 양자 발생기의 작동 원리를 발견한 공로로 노벨 물리학상 수상자가 되었습니다. (maser), 그들이 서로 독립적으로 만든 친구.

알렉산더 미하일로비치 프로호로프

니콜라이 제나디예비치 바소프

이 사건이 있기 10년 전인 1954년에 메이저는 센티미터 범위의 간섭성 전자파를 방출하여 레이저의 원형이 되었습니다.

최초의 광학 레이저의 저자는 미국 물리학자 Theodore Maiman입니다. 1960년 5월 16일, 그는 처음으로 빨간 루비 막대에서 빨간 레이저 빔을 받았습니다. 이 방사선의 파장은 694나노미터였습니다.

시어도어 마이만

최신 레이저는 미세한 반도체 레이저에서 축구장 크기의 거대한 네오디뮴 레이저에 이르기까지 모든 크기로 제공됩니다.

레이저의 응용

레이저가 없는 현대 생활은 상상할 수 없습니다. 레이저 기술은 과학, 기술, 의학 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.

일상 생활에서 우리는 레이저 프린터를 사용합니다. 상점은 레이저 바코드 판독기를 사용합니다.

업계에서 레이저 빔의 도움으로 최고의 정밀도로 표면 처리(절단, 스프레이, 합금 등)를 수행할 수 있습니다.

레이저는 센티미터의 정확도로 우주 물체까지의 거리를 측정하는 것을 가능하게 했습니다.

의학에서 레이저의 출현은 많은 변화를 가져왔습니다.

최고의 무균을 보장하고 조직을 정확하게 절단하는 레이저 메스가 없는 현대 수술은 상상하기 어렵습니다. 그들의 도움으로 거의 무혈 수술이 수행됩니다. 레이저 빔의 도움으로 신체의 혈관에서 콜레스테롤 플라크가 제거됩니다. 레이저는 시력 교정, 망막 박리, 백내장 등을 치료하는 데 사용되는 안과에서 널리 사용됩니다. 도움으로 신장 결석이 부서집니다. 신경외과, 정형외과, 치과, 미용 등에서 대체불가입니다.

군사 업무에서는 레이저 위치 및 탐색 시스템이 사용됩니다.

레이저(영어 "방사선의 유도 방출에 의한 광 증폭 "-"방사선을 자극하여 빛을 증폭") 또는 광학 양자 발생기는 역으로 채워진 매체인 방출체인 피드백이 있는 특수한 유형의 방사선원입니다. 레이저 작동 원리는 속성을 기반으로 합니다.레이저 방사선: 단색 및 고도로 일관성(공간 및 시간). NS또한 방사선의 특징 중 작은 각도 발산이 종종 언급되며(때때로 "복사선의 높은 지향성"이라는 용어가 발견될 수 있음) 이는 다시 높은 강도의 레이저 방사선을 말할 수 있게 합니다. 따라서 레이저가 작동하는 방식을 이해하려면 레이저의 3가지 주요 구성 요소 중 하나인 역으로 채워진 매질과 레이저 방사선의 특성에 대해 이야기할 필요가 있습니다.

레이저 방사선의 스펙트럼. 단색.

모든 소스의 복사 특성 중 하나는 스펙트럼입니다. 태양, 가정용 조명 장치는 파장이 다른 구성 요소가 존재하는 광범위한 복사 스펙트럼을 가지고 있습니다. 우리의 눈은 그러한 복사를 백색광으로 인식합니다. 다른 구성 요소의 강도가 거의 같거나 약간의 음영이 있는 빛(예: 녹색 및 노란색 구성 요소가 태양의 빛에서 지배적임)으로 인식합니다.

대조적으로, 레이저 방사선 소스는 매우 좁은 스펙트럼을 가지고 있습니다. 어떤 근사에서 우리는 레이저 방사선의 모든 광자가 동일한(또는 가까운) 파장을 갖는다고 말할 수 있습니다. 따라서 예를 들어 루비 레이저의 방사선은 694.3 nm의 파장을 가지며 이는 붉은 색조의 빛에 해당합니다. 첫 번째 가스 레이저인 헬륨-네온 레이저도 비교적 가까운 파장(632.8nm)을 가지고 있습니다. 대조적으로, 아르곤 이온 가스 레이저는 488.0 nm의 파장을 가지며 우리 눈에 청록색(녹색과 파란색의 중간색)으로 인식됩니다. 티타늄이 도핑된 사파이어 레이저는 적외선 영역(보통 800nm ​​근처)에 있는 파장을 가지므로 그 복사선은 인간에게 보이지 않습니다. 일부 레이저(예: 회전 회절 격자를 출력 미러로 사용하는 반도체 레이저)는 복사선의 파장을 조정할 수 있습니다. 그러나 모든 레이저의 공통점은 대부분의 방사선 에너지가 좁은 스펙트럼 영역에 집중되어 있다는 것입니다. 레이저 방사선의 이러한 특성을 단색성(그리스어 "단색"에서 유래)이라고 합니다. 그림에서. 이 특성을 설명하기 위해 도 1에 태양광(대기권 외층 및 해수면)과 당사에서 생산하는 반도체 레이저의 스펙트럼을 나타내었다.토르랩스.

쌀. 1. 태양과 반도체 레이저의 복사 스펙트럼.

레이저 방사선의 단색성의 정도는 레이저 라인의 스펙트럼 폭으로 특성화될 수 있습니다(폭은 최대 강도에서 이조되는 파장 또는 주파수로 지정할 수 있음). 일반적으로 스펙트럼 너비는 1/2( FWHM), 1/e 또는 최대 강도의 1/10. 일부 최신 레이저에서는 수 kHz의 피크 너비가 달성되었으며, 이는 10억분의 1 나노미터 미만의 레이저 선 너비에 해당합니다. 전문가의 경우 레이저 선 너비가 자발 방출 선 너비보다 수십 배 더 좁을 수 있으며 이는 레이저의 고유한 특성 중 하나이기도 합니다(예: 발광 및 초발광 소스와 비교).

레이저 일관성

단색도는 중요하지만 레이저 방사선의 유일한 속성은 아닙니다. 레이저 방사선의 또 다른 정의 속성은 일관성입니다. 일반적으로 그들은 공간적 및 시간적 일관성에 대해 이야기합니다.

레이저 빔이 반투명 거울에 의해 반으로 분할된다고 상상해 봅시다. 빔 에너지의 절반은 거울을 통과하고 나머지 절반은 반사되어 거울 안내 시스템으로 들어갑니다(그림 2). 그 후, 두 번째 빔은 다시 첫 번째 빔으로 수렴되지만 특정 시간 지연이 있습니다. 빔이 간섭할 수 있는 최대 지연 시간(즉, 강도뿐 아니라 방사선의 위상을 고려하여 상호 작용)을 레이저 방사선의 간섭 시간이라고 하고 두 번째 빔이 이동한 추가 경로의 길이 편향으로 인해 종방향 일관성이라고합니다. 최신 레이저의 세로 간섭 길이는 킬로미터를 초과할 수 있지만 대부분의 응용 분야(예: 재료 가공용 산업용 레이저)에서는 레이저 빔의 높은 공간 간섭이 필요하지 않습니다.

다른 방법으로 레이저 빔을 분리할 수 있습니다. 반투명 거울 대신 완전히 반사되는 표면을 배치하지만 전체 빔을 덮지 않고 일부만 덮습니다(그림 2). 그런 다음 빔의 다른 부분에서 전파되는 방사선의 상호 작용이 관찰됩니다. 간섭할 방사선인 빔 포인트 사이의 최대 거리는 레이저 빔의 횡간섭의 길이라고 합니다. 물론 많은 레이저의 경우 가로 간섭 길이는 단순히 레이저 빔의 직경과 같습니다.

쌀. 2. 시간적, 공간적 일관성의 개념에 대한 설명을 향하여

레이저 방사선의 각도 발산. 매개변수 미디엄 2 .

레이저 빔을 평행하게 만들기 위해 어떻게 노력하든 항상 0이 아닌 각도 발산을 갖습니다. 레이저 방사선의 가능한 가장 작은 발산 각도α NS ("회절 한계") 크기 순서는 다음 식에 의해 결정됩니다.

α 디 ~ λ / 디, (1)

어디 λ 는 레이저 방사선의 파장이며, NS 레이저에서 나오는 빔의 너비입니다. 파장 0.5μm(녹색 방사선) 및 레이저 빔 폭 5mm에서 발산각은 ~ 10 -4 rad 또는 1/200도가 될 것이라고 쉽게 계산할 수 있습니다. 이러한 작은 값에도 불구하고 각도 발산은 레이저 방사선의 도달 가능한 출력 밀도의 상한을 설정하기 때문에 일부 응용 프로그램(예: 군사 위성 시스템에서 레이저 사용)에서 중요할 수 있습니다.

일반적으로 레이저 빔의 품질은 매개변수로 설정할 수 있습니다.남 2 ... 가우시안 빔의 초점을 맞출 때 이상적인 렌즈에 의해 생성되는 최소 달성 가능한 스폿 영역은 다음과 같습니다. NS ... 그런 다음 동일한 렌즈가 주어진 레이저의 빔을 영역이 있는 지점에 초점을 맞추면 S 1> S, 매개변수 M 2 레이저 방사선은 다음과 같습니다.

M 2 = S 1 / S (2)

최고 품질의 레이저 시스템의 경우 매개변수남 2 1에 가깝습니다(특히 매개변수가 있는 레이저남 2 1.05와 동일). 그러나 모든 종류의 레이저가 현재 이 매개변수의 낮은 값을 달성할 수 있는 것은 아니므로 특정 작업에 대한 레이저 등급을 선택할 때 이를 고려해야 합니다.

레이저 방사선의 주요 특성을 간략하게 요약했습니다. 이제 레이저의 주요 구성 요소에 대해 설명하겠습니다. 인구가 역전된 매질, 레이저 캐비티, 레이저 펌프 및 레이저 레벨 구성표.

역으로 인구가 많은 환경. 레이저 레벨 다이어그램. 양자 출구.

외부 소스의 에너지(전기, 비레이저 방사선의 에너지, 추가 펌프 레이저의 에너지)를 빛으로 변환하는 주요 요소는 한 쌍의 레벨의 반전된 인구가 생성되는 매체입니다. "역 모집단"이라는 용어는 매질의 구조적 입자(분자, 원자 또는 이온)의 특정 부분이 여기 상태로 이동하고 이러한 입자의 특정 쌍의 에너지 준위(상단 및 하단 레이저 준위)에 대해 , 아래쪽보다 위쪽 에너지 준위에 입자가 더 많습니다.

역 모집단이 있는 매질을 통과할 때 두 레이저 준위 사이의 에너지 차이와 동일한 에너지를 갖는 복사가 증폭될 수 있으며 일부 활성 중심(원자/분자/이온 ). 증폭은 원래 양자와 동일한 파장, 전파 방향, 위상 및 편광 상태를 갖는 전자기 복사의 새로운 양자 형성으로 인해 발생합니다. 따라서 레이저는 레이저 방사선의 주요 특성을 결정하는 동일한(에너지가 동일하고 일관성 있고 동일한 방향으로 움직이는) 광자 패킷을 생성합니다(그림 3).

쌀. 3. 유도 방출 하에서 일관된 광자의 생성.

그러나 고전적 근사에서는 두 개의 수준으로만 구성된 시스템에서 역으로 인구가 많은 환경을 만드는 것이 불가능합니다. 최신 레이저에는 일반적으로 레이저와 관련된 3단계 또는 4단계 레벨 시스템이 있습니다. 이 경우 여기가 매체의 구조 단위를 최상위 레벨로 전달하고, 이 레벨에서 입자가 짧은 시간에 더 낮은 에너지 값인 상위 레이저 레벨로 이완됩니다. 더 낮은 수준 중 하나는 레이징에도 관여합니다. 3-레벨 방식의 원자 바닥 상태 또는 4-레벨 방식의 중간 상태입니다(그림 4). 중간 수준은 일반적으로 바닥 상태보다 훨씬 적은 수의 입자로 채워지기 때문에 4단계 계획이 더 바람직한 것으로 판명되었습니다. 더 낮은 레이저 레벨에서 원자의 수보다 여기된 입자의 수)(레이징을 시작하려면 더 적은 에너지를 알려야 함).

쌀. 4. 3단계 및 4단계 레벨 시스템.

따라서 레이저 발생 시 작동 매체에 전달되는 에너지의 최소값은 시스템의 최상위 레벨의 여기 에너지와 동일하며 두 개의 하위 레벨 사이에서 발생이 발생합니다. 이것은 레이저 효율이 초기에 여기 에너지 대 레이저 전이 에너지의 비율에 의해 제한된다는 사실을 설명합니다. 이 비율을 레이저의 양자 수율이라고 합니다. 일반적으로 주전원에서 나오는 레이저의 효율은 양자 효율보다 몇 배(어떤 경우에는 수십 배) 낮습니다.

반도체 레이저는 에너지 준위의 특별한 구조를 가지고 있습니다. 반도체 레이저에서 방사선이 발생하는 과정에서 두 개의 반도체 밴드의 전자가 관여하지만, 발광을 형성하는 불순물로 인해피 - 엔 전이, 다이오드의 다른 부분에서 이러한 영역의 경계는 서로에 대해 이동합니다. 지역의 역 인구피 - 엔 이러한 레이저의 전이는 전도대에서 전이 영역으로 전자의 흐름으로 인해 생성됩니다. N - 가전자대의 부품과 구멍 NS -구성. 전문 문헌에서 반도체 레이저에 대한 자세한 내용을 읽을 수 있습니다.

현대 레이저에서는 역 인구를 생성하거나 레이저를 펌핑하기 위해 다양한 방법이 사용됩니다.

레이저 펌핑. 펌핑 방법.

레이저가 방사선 생성을 시작하려면 활성 매질에 에너지를 공급하여 반전된 개체군을 생성해야 합니다. 이 과정을 레이저 펌핑이라고 합니다. 몇 가지 주요 펌핑 방법이 있으며, 특정 레이저에서의 적용 가능성은 활성 매질의 유형에 따라 다릅니다. 따라서 펄스 모드에서 작동하는 엑시머 및 일부 가스 레이저(예:이산화탄소 - 레이저), 방전에 의해 레이저 매질의 분자를 여기시키는 것이 가능하다. cw 가스 레이저에서는 글로우 방전을 펌핑에 사용할 수 있습니다. 반도체 레이저는 전압을 인가하여 펌핑됩니다.피 - 엔 레이저의 전환. 고체 레이저의 경우 간섭성 방사선 소스(플래시 램프, 눈금자 또는 발광 다이오드 어레이) 또는 파장이 불순물 원자의 바닥 상태와 여기 상태 사이의 에너지 차이에 해당하는 다른 레이저(고체에서 상태 레이저는 일반적으로 매트릭스 그리드에 용해된 원자 또는 이온 불순물에서 레이저가 발생합니다. 예를 들어 루비 레이저의 경우 크롬 이온은 활성 불순물입니다.

요약하면, 레이저를 펌핑하는 방법은 생성 매체의 활성 중심의 유형과 특징에 따라 결정된다고 말할 수 있습니다. 일반적으로 각 특정 유형의 레이저에 대해 활성 매체에 에너지를 공급하는 시스템의 유형과 설계를 결정하는 가장 효율적인 펌핑 방법이 있습니다.

레이저 공진기. 레이징 상태. 안정적이고 불안정한 공진기.

활성 매체와 그것에 에너지를 전달하는 시스템은 여전히 ​​레이징의 모양에 충분하지 않지만 일부 장치를 기반으로(예: 증폭기 또는 초발광 방사원) 구축하는 것이 이미 가능합니다. 레이저 생성, 즉 단색 가간섭성 빛의 방출은 피드백 또는 레이저 공진기가 있는 경우에만 발생합니다.

가장 단순한 경우, 공동은 한 쌍의 거울이며 그 중 하나(레이저 출력 거울)는 반투명합니다. 또 다른 미러로서 "두 방향으로" 레이저 생성과 불필요한 에너지 손실을 피하기 위해 일반적으로 100%에 가까운 레이저 파장에서 반사 계수를 갖는 반사판("둔한 미러")이 사용됩니다.

레이저 공진기는 방사선의 일부를 활성 매체로 되돌려줍니다. 이 조건은 매질로 반환된 광자가 주파수와 위상에서 동일한 광자를 방출하기 때문에 간섭성 및 단색 복사의 출현에 중요합니다. 이에 따라 활성 매질에서 다시 발생하는 방사선의 양은 이미 공동을 떠난 방사선과 일관성이 있습니다. 따라서 레이저 방사의 특성은 주로 레이저 공진기의 설계 및 품질에 기인합니다.

레이저 공진기의 출력 반투명 미러의 반사율은 레이저의 최대 출력을 보장하는 방식으로 선택되거나 제조의 기술적 단순성을 기반으로 합니다. 예를 들어, 일부 파이버 레이저에서는 균일하게 절단된 파이버 단면을 출력 미러로 사용할 수 있습니다.

안정적인 레이징을 위한 명백한 조건은 레이저 캐비티의 광학 손실(캐비티 미러를 통한 복사 출력으로 인한 손실 포함)과 활성 매체의 복사 이득이 동일한 조건입니다.

특급( NS× 2L) = R 1 × R 2 × 특급( NS× 2L) × X, (3)

어디서 엘 = 활성 중간 길이,NS는 활성 매체의 이득이고, R 1 및 R 2 공진기 거울의 반사 계수 및NS- 활성 매체의 "회색" 손실(즉, 밀도 변동과 관련된 복사 손실, 레이저 매체의 결함, 복사의 산란 및 매체를 통과할 때 복사의 감쇠를 유발하는 기타 유형의 광학 손실. 매질의 원자에 의한 복사량의 흡수). 마지막 요인 " NS »레이저에 존재하는 다른 모든 손실을 나타냅니다(예: 레이저가 짧은 지속 시간 펄스를 생성하도록 특수 흡수 요소를 레이저에 도입할 수 있음), 없는 경우 1과 같습니다. 개발 조건을 얻으려면 자발적으로 방출된 광자로부터의 레이징의 경우, 분명히 평등은 ">"로 대체되어야 합니다.

등식(3)은 출력 레이저 미러를 선택하기 위한 다음 규칙을 의미합니다. 활성 매체에 의한 복사 이득이 회색 손실을 고려하는 경우(NS- NS) × 엘 작음, 출력 미러의 반사율 R 1 캐비티에서 방출되는 방사선으로 인해 레이저가 감쇠되지 않도록 크게 선택해야 합니다. 게인이 충분히 크면 일반적으로 더 낮은 값을 선택하는 것이 좋습니다. R 1 , 높은 반사 계수는 캐비티 내부의 복사 강도를 증가시켜 레이저 수명에 영향을 줄 수 있기 때문입니다.

그러나 레이저 캐비티는 정렬이 필요합니다. 캐비티가 두 개의 평행하지만 정렬되지 않은 미러(예: 서로 비스듬한 위치에 있음)로 구성되어 있다고 가정해 보겠습니다. 이러한 공동에서 활성 매질을 여러 번 통과한 방사선은 레이저를 떠납니다(그림 5). 방사선이 유한한 시간에 한계를 벗어나는 공진기를 불안정하다고 합니다. 이러한 공진기는 일부 시스템(예: 특수 설계의 고출력 펄스 레이저)에서 사용되지만 일반적으로 실제 적용에서는 공진기의 불안정성을 피할 수 있습니다.

쌀. 5. 미러가 잘못 정렬된 불안정한 공진기; 안정적인 공진기 및

그 안에 고정 된 방사선 빔.

공진기의 안정성을 높이기 위해 곡면 반사면을 거울로 사용합니다. 반사 표면 반경의 특정 값에서이 공진기는 작은 정렬 불량에 둔감하여 레이저 작업을 크게 단순화 할 수 있습니다.

레이저를 생성하는 데 필요한 최소 요소 집합과 레이저 방사의 주요 기능에 대해 간략하게 설명했습니다.

레이저는 20세기의 가장 밝고 가장 유용한 발명품 중 하나로 인류에게 엄청난 수의 새로운 활동 영역을 열었습니다.

우선, 그것이 무엇인지 알아 봅시다 - 레이저?

레이저 빔은 간섭성, 단색, 편광된 좁은 빔 광속입니다. 인간적으로 이것은 다음을 의미합니다.

• 일관된 - 즉, 모든 소스의 복사 주파수가 동기적입니다(그리고 빛은 원자에서 방출되는 전자기파이며 고유한 주파수가 있음을 이해해야 함).
• 단색은 좁은 범위의 파장에 집중되어 있음을 의미합니다.
• 편광 - 전자기장의 진동 방향 벡터가 있습니다 (이 바로 진동은 광파입니다).

한마디로 이것은 동기 광원뿐만 아니라 매우 좁은 범위에서 방출되고 지향되는 광선입니다. 극도로 집중된 광속의 일종.

레이저 장치.

레이저를 만드는 방법을 모른다면 레이저의 물리적 개념 자체에서 의미가 거의 없을 것입니다. 이 장치는 전기, 화학, 열 또는 기타 에너지를 사용하여 레이저 빔을 생성하는 광학 양자 발생기를 기반으로 합니다. 그리고 그는 강제 또는 유도 방사선에 의해 그것을 생성합니다. 즉, 광자(빛의 입자)가 떨어지는 원자가 그것을 흡수하지 않고 다른 광자를 방출할 때, 이는 첫 번째(일관된). 따라서 빛이 증폭됩니다.

레이저는 일반적으로 세 부분으로 구성됩니다.

• 전원 또는 펌핑 메커니즘;
• 일하는 몸;
• 미러 시스템 또는 광학 공진기.

이러한 각 부분이 담당하는 작업:

에너지 원, 이름에서 알 수 있듯이 장치의 작동에 필요한 에너지를 공급합니다. 정확히 무엇을 작동 유체로 사용하는지에 따라 다양한 유형의 에너지가 레이저에 사용됩니다. 이 초기 에너지는 무엇보다도 또 다른 광원이 될 수 있을 뿐만 아니라 방전, 화학 반응 등이 될 수 있습니다. 여기서 빛은 에너지의 전달이며 광자는 입자, 즉 빛의 양자일 뿐만 아니라 에너지의 입자이기도 하다는 점을 언급해야 합니다.

일하는 몸레이저의 가장 중요한 구성 요소입니다. 일관된 광자를 방출하는 원자가 있는 것은 바로 신체입니다. 간섭성 광자의 방출 과정이 일어나기 위해 작동 유체는 에너지 펌핑을 받게 되며, 이는 대략적으로 작동 유체를 구성하는 대부분의 원자가 공통분모. 이 상태에서 광자가 원자를 통과하면 에너지가 원자의 두 상태 사이의 차이에 해당하는 반대-접지-여기 상태가 아닌 상태로 전환됩니다. 따라서 여기된 원자는 바닥 상태로 전환될 때 "그것을 통해 날아가는" 광자에 정확한 사본을 추가합니다.

출력, 범위 등과 같은 레이저의 가장 중요한 모든 특성을 결정하는 작동 유체입니다. 작동 유체의 선택은 이 레이저에서 얻고자 하는 사항에 따라 결정됩니다.

따라서 여기에는 많은 옵션이 있습니다. 모든 응집 상태(기체, 고체, 액체 및 플라즈마), 모든 종류의 재료, 반도체도 사용됩니다(예: CD 드라이브).

광학 공진기- 이것은 모든 방향으로 빛을 방출하기 때문에 작동 매체 주위에 위치한 일반적인 거울 시스템이며 우리는 그것을 하나의 좁은 빔으로 수집해야합니다. 이를 위해 광학 공진기가 사용됩니다.

특정 경우에 이 기술을 적용하는 방법을 알아낼 수 있는 충분한 엔지니어링 사고가 있는 경우 레이저는 모든 곳에서 적용됩니다. 그들은 의학, 산업, 일상 생활, 군사 업무, 심지어 정보 전달에서도 자리를 잡았습니다.

다이어그램은 다음을 보여줍니다. 1 - 활성 환경; 2 - 레이저 펌프 에너지; 3 - 불투명 거울; 4 - 반투명 거울; 5 - 레이저 빔.

모든 레이저에는 세 가지 주요 부분이 있습니다.

활성(작업) 환경;

펌핑 시스템(전원);

광학 공진기(레이저가 증폭기 모드에서 작동하는 경우 없을 수 있음).

각각은 레이저가 작동하는 특정 기능의 성능을 보장합니다.

활동적인 환경

현재 고체, 액체, 기체, 플라즈마 등 다양한 물질의 집합 상태가 레이저의 작동 매체로 사용됩니다. 정상 상태에서 여기 에너지 준위의 원자 수는 볼츠만 분포에 의해 결정됩니다.

여기 N에너지가 있는 들뜬 상태에 있는 원자의 수 이자형, N 0은 바닥 상태의 원자 수, 케이- 볼츠만 상수, NS- 환경의 온도. 즉, 여기 상태에서는 바닥 상태보다 원자 수가 적으므로 매질을 통해 전파되는 광자가 유도 방출을 일으킬 확률도 흡수 확률에 비해 작습니다. 따라서 물질을 통과하는 전자기파는 원자의 여기에 에너지를 소비합니다.이 경우 Bouguer 법칙에 따라 복사 강도가 감소합니다.

여기 NS 0 - 초기 강도, NS l은 거리를 통과한 방사선의 강도입니다. 엘실질적으로, NS 1 - 물질의 흡수 속도. 의존성이 기하급수적이기 때문에 방사선은 매우 빠르게 흡수됩니다.

들뜬 원자의 수가 들뜬 원자의 수보다 많은 경우(즉, 인구 역전 상태) 상황은 정반대입니다. 자극된 방사선의 작용이 흡수보다 우세하며 방사선은 법칙에 따라 증폭됩니다.

어디 NS 2는 양자 이득입니다. 실제 레이저에서는 유도 방출로 인해 공급된 에너지 양이 공동에서 손실된 에너지 양이 될 때까지 증폭이 발생합니다. 이러한 손실은 작업 물질의 준 안정 수준의 포화와 관련이 있으며, 그 후 펌프 에너지는 가열에만 소비되며 다른 많은 요인 (매질의 불균일에 의한 산란, 불순물에 의한 흡수, 반사 거울의 불완전성, 환경으로의 유용하고 원치 않는 방사선 등).

펌핑 시스템

다양한 메커니즘이 레이저 매체의 역 모집단을 생성하는 데 사용됩니다. 고체 레이저에서는 고출력 가스 방전 플래시 램프, 집속 태양 복사(소위 광학 펌핑) 및 다른 레이저(특히 반도체 레이저)의 복사에 의해 수행됩니다. 이 경우 매우 높은 밀도의 펌핑 에너지가 필요하기 때문에 펄스 모드에서만 작업이 가능하며 장기간 노출되면 작업 물질 막대의 강한 가열 및 파괴를 유발합니다. 가스 및 액체 레이저에서는 방전에 의한 펌핑이 사용됩니다. 이러한 레이저는 연속 모드에서 작동합니다. 펌핑 화학 레이저활성 환경에서 화학 반응 과정을 통해 발생합니다. 이 경우 집단 역전은 반응 생성물에서 직접 발생하거나 적절한 에너지 준위 구조를 가진 특별히 도입된 불순물에서 발생합니다. 반도체 레이저의 펌핑은 강력한 직접 품질의 pn 접합과 전자빔의 작용으로 발생합니다. 다른 펌핑 방법(예열된 가스의 급격한 냉각으로 구성된 가스 역학, 광분해, 화학 펌핑의 특수한 경우 등)도 있습니다.

그림에서: (a) 레이저의 활성 매체에 대한 3단계 및 (b) 4단계 펌핑 방식.

작동 매체의 고전적인 3단계 펌핑 시스템은 예를 들어 루비 레이저에 사용됩니다. 루비는 레이저 방사선의 소스인 소량의 크롬 이온 Cr3+로 도핑된 결정질 커런덤 Al2O3입니다. 커런덤 결정 격자의 전기장의 영향으로 인해 크롬의 외부 에너지 준위 이자형 2는 분할됩니다(스타크 효과 참조). 이것이 비단색 방사선을 펌프로 사용할 수 있게 하는 것입니다. 이 경우 원자는 바닥 상태에서 에너지로 통과합니다. 이자형약 0의 에너지로 흥분 이자형 2. 원자는 비교적 짧은 시간(약 10-8초) 동안 이 상태에 머무를 수 있으며, 거의 즉시 준위로의 비방사 전이 이자형 1, 원자가 훨씬 더 오래 머무를 수 있는(최대 10-3초), 이것은 소위 준안정 수준입니다. 다른 임의의 광자의 영향으로 유도 방사선이 구현될 가능성이 있습니다. 준안정 상태의 원자가 주 상태보다 더 많아지면 생성 과정이 시작됩니다.

크롬 원자 Cr의 인구 반전은 레벨에서 직접 펌핑하여 생성될 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 이자형레벨당 0 이자형 1은 허용되지 않습니다. 이는 흡수 및 유도 방출이 두 수준 사이에서 발생하면 이 두 과정이 동일한 속도로 진행된다는 사실 때문입니다. 따라서 이 경우 펌핑은 두 레벨의 모집단을 균등화할 수 있을 뿐이며 이는 레이징의 출현에 충분하지 않습니다.

네오디뮴 이온 Nd 3+에 의해 방사선이 생성되는 네오디뮴과 같은 일부 레이저에서는 4단계 펌핑 방식이 사용됩니다. 여기에서 준안정 사이 이자형 2 및 메인 레벨 이자형 0 중간 - 작업 수준이 있습니다. 이자형 1 . 자극 방출은 준위 사이에서 원자가 전이되는 동안 발생합니다. 이자형 2 및 이자형 1 . 이 계획의 장점은 이 경우 상위 노동 수준의 수명( 이자형 2) 하위 레벨의 수명보다 몇 배 더 긴( 이자형 1). 이것은 펌프 소스에 대한 요구 사항을 크게 줄입니다. 또한 이러한 방식을 통해 일부 응용 분야에서 매우 중요한 연속 모드에서 작동하는 고출력 레이저를 생성할 수 있습니다. 그러나 이러한 레이저는 방출된 광자의 에너지와 흡수된 펌프 광자의 에너지의 비율로 정의되는 낮은 양자 효율의 형태로 상당한 결점이 있습니다(η 양자 = hν 방사선 / hν 펌핑)

가시광선 및 적외선 범위에서 방출하는 양자 발생기를 레이저라고 합니다. "레이저"라는 단어는 유도된 복사 방출에 의한 빛 증폭(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)이라는 표현의 약어로, 양자의 유도 방출 또는 유도 방출로 인한 빛의 증폭을 의미합니다.

레이저 장치

일반화된 레이저는 레이저 활성 매체, "펌프" 시스템(전압 소스 및 광학 공진기)으로 구성됩니다.

펌핑 시스템은 레이저 매질의 원자 또는 분자에 에너지를 전달하여 인구 반전을 생성하는 여기된 "준안정 상태"로 들어갈 수 있는 기회를 제공합니다.

· 광 펌핑은 크세논 가스 플래시 램프 또는 기타 레이저와 같은 소스의 광자를 사용하여 에너지를 레이저 물질로 전달합니다. 광원은 레이저 재료의 허용 가능한 전이 수준에 해당하는 광자를 제공해야 합니다.

· 충돌 펌핑은 레이저 물질의 원자(또는 분자)와의 충돌 결과로 레이저 물질에 에너지가 전달되는 것을 기반으로 합니다. 이 경우 허용 가능한 전환에 해당하는 에너지도 제공되어야 합니다. 이것은 일반적으로 순수한 가스 또는 튜브의 가스 혼합물에서 방전으로 수행됩니다.

· 화학 펌핑 시스템은 화학 반응의 결과로 방출되는 결합 에너지를 사용하여 레이저 물질을 준안정 상태로 변환합니다.

레이저에 필요한 힘을 제공하고 원하는 방향으로 이동하는 광자를 선택하려면 광학 공진기가 필요합니다. 역 모집단의 준안정 상태에 있는 첫 번째 원자 또는 분자가 자극 방사선으로 인해 방전되면 준안정 상태에 있는 다른 원자 또는 분자의 방전이 시작됩니다. 광자가 일반적으로 막대나 튜브와 같은 레이저 물질의 벽 방향으로 이동하면 손실되고 증폭 과정이 중단됩니다. 막대 또는 파이프의 벽에서 튀어 나올 수 있지만 조만간 시스템에서 손실되어 빔 생성에 기여하지 않습니다.

반면에 파괴된 원자 또는 분자 중 하나가 레이저 물질의 축에 평행한 광자를 방출하면 다른 광자의 방출을 시작할 수 있으며 둘 다 생성 종료 시 거울에 의해 반사됩니다. 막대 또는 관. 그런 다음 반사된 광자는 물질을 다시 통과하여 정확히 동일한 방식으로 추가 복사를 시작하고 레이저 물질의 끝 부분에 있는 거울에 의해 다시 반사됩니다. 이 증폭 과정이 계속되는 한 증폭의 일부는 항상 부분 반사 거울을 통해 나옵니다. 이 과정의 이득 또는 이득이 캐비티로부터의 손실을 초과함에 따라 레이징이 시작됩니다. 따라서, 가간섭성 광의 좁은 집중 빔이 형성됩니다. 레이저 광학 캐비티의 미러는 광선이 축과 평행하도록 미세 조정되어야 합니다. 광학 공진기 자체, 즉 매체의 물질은 빛 에너지를 강하게 흡수해서는 안됩니다.

레이저 매체(생성 재료) - 레이저는 일반적으로 사용되는 레이저 매체 유형에 따라 지정됩니다. 다음 네 가지 유형이 있습니다.

고체 물질,

물든 색,

반도체.

고체 레이저는 고체 매트릭스에 분산된 레이저 물질을 사용합니다. 고체 레이저는 레이저 개발에서 독특한 위치를 차지합니다. 최초의 작업 레이저 매질은 장미 루비 크리스탈(크롬이 도핑된 사파이어 크리스탈)이었습니다. 그 이후로 "고체 레이저"라는 용어는 일반적으로 활성 매질이 이온성 불순물로 도핑된 결정인 레이저를 설명하는 데 사용됩니다. 고체 레이저는 고출력 에너지를 생성할 수 있는 크고 유지 관리가 쉬운 장치입니다. 고체 레이저의 가장 놀라운 점은 출력 전력이 일반적으로 일정하지 않고 많은 개별 전력 피크로 구성된다는 것입니다.

한 가지 예는 네오디뮴 - YAG 레이저입니다. YAG라는 용어는 crystal의 약자로 네오디뮴 이온의 운반체 역할을 하는 이트륨 알루미늄 석류석입니다. 이 레이저는 1,064마이크로미터의 파장을 가진 적외선 빔을 방출합니다. 또한, 에르븀(Er: YAG 레이저)과 같은 다른 도핑 요소가 사용될 수 있습니다.

가스 레이저는 튜브에 가스 또는 가스 혼합물을 사용합니다. 대부분의 가스 레이저는 6,328nm(nm = 10-9미터)의 가시적 적색의 기본 출력과 함께 헬륨과 네온(HeNe)의 혼합물을 사용합니다. 이러한 최초의 레이저는 1961년에 개발되었으며 전체 가스 레이저 제품군의 선구자가 되었습니다.

모든 가스 레이저는 디자인과 속성이 매우 유사합니다. 예를 들어, CO2 가스 레이저는 스펙트럼의 원적외선 영역에서 10.6마이크로미터의 파장을 방출합니다. 아르곤 및 크립톤 가스 레이저는 스펙트럼의 가시 영역에서 주로 방출되는 다중 주파수에서 작동합니다. 아르곤 레이저 방사선의 주요 파장은 488 및 514 nm입니다.

염료 레이저는 액체 용액 또는 현탁액에서 복잡한 유기 염료인 레이저 매질을 사용합니다.

이 레이저의 가장 중요한 특징은 적응성입니다. 염료와 그 농도를 올바르게 선택하면 가시 스펙트럼 내 또는 근방에서 광범위한 파장의 레이저 광을 생성할 수 있습니다. 염료 레이저는 일반적으로 광학 여기 시스템을 사용하지만 이러한 레이저의 일부 유형은 화학 반응에 의한 여기를 사용합니다.

반도체(다이오드) 레이저 - 함께 적층된 두 개의 반도체 재료 레이어로 구성됩니다. 레이저 다이오드는 그림과 같이 반도체 막대의 백래시에서 방출되는 빛을 증폭하기 위해 광 커패시턴스를 가진 발광 다이오드입니다. 인가된 전류, 온도 또는 자기장을 변경하여 조정할 수 있습니다.

레이저 작동의 다양한 시간 모드는 에너지가 공급되는 주파수에 따라 결정됩니다.

연속파(CW) 레이저는 일정한 평균 빔 출력으로 작동합니다.

단일 펄스 레이저의 경우 펄스 지속 시간은 일반적으로 수백 마이크로초에서 수 밀리초입니다. 이 작동 모드는 일반적으로 긴 펄스 또는 일반 모드라고 합니다.

단일 펄스 Q-스위치 레이저는 레이저 매체가 최대 위치 에너지를 유지할 수 있도록 하는 공동 내 지연(Q-스위치 셀)의 결과입니다. 그런 다음 가장 유리한 조건에서 일반적으로 10-8초의 시간 간격으로 단일 펄스가 방출됩니다. 이러한 펄스는 종종 106~109와트 범위의 높은 피크 전력을 갖습니다.

간헐적 펄스 레이저 또는 스캐닝 레이저는 원칙적으로 펄스 레이저와 동일하게 작동하지만 고정(또는 가변) 펄스 주파수로 작동하며, 이는 초당 몇 펄스에서 최대 초당 20,000펄스 범위일 수 있습니다.

레이저 작동 방식

레이저 작동의 물리적 기반은 유도(유도) 방사선 현상입니다. 현상의 본질은 후자의 에너지가 방사선 전후의 원자 준위의 에너지 차이와 동일한 경우 여기된 원자가 다른 광자의 작용으로 광자를 흡수하지 않고 광자를 방출할 수 있다는 것입니다 . 이 경우 방출된 광자는 복사를 일으킨 광자와 일관성이 있습니다("정확한 사본"). 따라서 빛이 증폭됩니다. 이것은 방출된 광자가 임의의 전파 방향, 편광 및 위상을 갖는 자발적 방출과 다릅니다.

임의의 광자가 여기된 원자의 유도 방출을 일으킬 확률은 이 광자가 여기되지 않은 상태의 원자에 의해 흡수될 확률과 정확히 같습니다. 따라서 빛을 증폭하기 위해서는 들뜬 원자보다 들뜬 원자가 매질에 더 많아야 합니다(소위 집단 역전). 열역학적 평형 상태에서는 이 조건이 충족되지 않으므로 레이저의 활성 매질을 펌핑하는 다양한 시스템(광학, 전기, 화학 등)이 사용됩니다.

생성의 주요 소스는 자발적 방출 과정이므로 광자 생성의 연속성을 보장하려면 방출된 광자가 유도 방출의 후속 작용을 일으키는 양의 피드백이 필요합니다. 이를 위해 레이저의 활성 매체는 광학 캐비티에 배치됩니다. 가장 간단한 경우에는 두 개의 거울로 구성되며 그 중 하나는 반투명합니다. 이를 통해 레이저 빔이 부분적으로 공진기를 떠납니다. 거울에서 반사되는 방사선 빔은 공진기를 반복적으로 통과하여 그 안에 유도 전이를 일으킵니다. 방사선은 연속적이거나 펄스일 수 있습니다. 동시에 다양한 장치(회전 프리즘, Kerr 셀 등)를 사용하여 피드백을 신속하게 끄고 켜고 펄스 주기를 줄임으로써 매우 높은 출력의 복사(소위 거대 펄스). 이 레이저 작동 모드를 Q-스위치 모드라고 합니다.

특정 파장의 광자의 방출 확률은 스펙트럼 라인의 확장과 관련하여 밀접하게 위치한 광자의 방출 확률보다 높기 때문에 레이저에 의해 생성된 방사선은 단색(하나 또는 이산 파장 세트)입니다. 따라서 이 주파수에서 유도된 전이의 확률도 최대값을 갖습니다. 따라서 생성 과정에서 점차적으로 주어진 파장의 광자가 다른 모든 광자보다 우세합니다. 또한 거울의 특별한 배열로 인해 공진기의 광축과 평행한 방향으로 짧은 거리에서 전파하는 광자만 레이저 빔에 유지되고 나머지 광자는 빠르게 공동을 떠납니다. 용량. 따라서 레이저 빔은 발산각이 매우 작습니다. 마지막으로, 레이저 빔은 엄격하게 정의된 편광을 가지고 있습니다. 이를 위해 다양한 폴라로이드가 공진기에 도입됩니다. 예를 들어 레이저 빔의 전파 방향에 대해 브루스터 각도로 설치된 평평한 유리판이 될 수 있습니다.

레이저의 응용

레이저 양자 발생기 방사선

레이저는 발명 이후 "아직 알려지지 않은 문제에 대한 기성품 솔루션"으로 자리 잡았습니다. 레이저 방사선의 고유한 특성으로 인해 일상 생활(CD 플레이어, 레이저 프린터, 바코드 판독기, 레이저 포인터 등)뿐만 아니라 많은 과학 및 기술 분야에서 널리 사용됩니다. 업계에서 레이저는 다양한 재료로 만들어진 부품을 절단, 용접 및 납땜하는 데 사용됩니다. 높은 복사 온도는 기존 방법으로 용접할 수 없는 재료(예: 세라믹 및 금속)의 용접을 허용합니다. 레이저 빔은 미크론 정도의 직경을 가진 지점에 초점을 맞출 수 있어 마이크로일렉트로닉스(소위 레이저 스크라이빙)에 사용할 수 있습니다. 레이저는 내마모성을 높이기 위해 재료의 표면 코팅(레이저 합금, 레이저 클래딩, 진공 레이저 스퍼터링)을 얻는 데 사용됩니다. 산업 디자인의 레이저 마킹 및 다양한 재료의 제품 조각도 널리 사용됩니다. 재료의 레이저 가공 중에 기계적 효과가 가해지지 않으므로 약간의 변형만 발생합니다. 또한 전체 기술 프로세스를 완전히 자동화할 수 있습니다. 따라서 레이저 가공은 높은 정밀도와 생산성이 특징입니다.

Hewlett-Packard 프린터의 이미징 장치에 사용되는 반도체 레이저입니다.

레이저는 홀로그램 자체를 생성하고 홀로그램 체적 이미지를 얻기 위해 홀로그래피에 사용됩니다. 염료 레이저와 같은 일부 레이저는 거의 모든 파장의 단색광을 생성할 수 있는 반면, 복사 펄스는 10-16초에 도달할 수 있으므로 엄청난 출력(소위 거대 펄스)을 생성할 수 있습니다. 이러한 특성은 분광학 및 비선형 광학 효과 연구에 사용됩니다. 레이저를 사용하여 몇 센티미터의 정확도로 달까지의 거리를 측정할 수 있었습니다. 우주 물체의 레이저 측정은 천문상수의 가치를 명확히 하고 우주 항법 시스템의 정교화에 기여했으며 태양계 행성의 대기 및 표면 구조에 대한 이해를 확장했습니다. 대기 왜곡 보정을 위한 적응 광학 시스템이 장착된 천체 망원경은 레이저를 사용하여 상층 대기에서 인공 참조 별을 만듭니다.

초단 레이저 펄스는 레이저 화학에서 화학 반응을 유발하고 분석하는 데 사용됩니다. 여기에서 레이저 방사선은 정확한 위치 파악, 투여량, 절대 멸균 및 시스템에 대한 높은 에너지 입력 속도를 허용합니다. 현재 다양한 레이저 냉각 시스템이 개발되고 있으며, 레이저를 이용하여 제어된 열핵융합을 구현할 가능성이 고려되고 있습니다(열핵 반응 분야의 연구에 가장 적합한 레이저는 가시광선의 청색 부분에 있는 파장을 이용하는 레이저일 것입니다. 스펙트럼). 레이저는 예를 들어 유도 및 조준 수단으로 군사 목적으로도 사용됩니다. 공기, 바다 및 육지의 전투 방어 시스템의 강력한 레이저를 기반으로 한 창조의 변형이 고려됩니다.

의학에서 레이저는 무혈 메스로 사용되며 안과 질환(백내장, 망막 박리, 레이저 시력 교정 등)의 치료에 사용됩니다. 그들은 또한 미용학(레이저 제모, 혈관 및 색소 피부 결손 치료, 레이저 필링, 문신 및 검버섯 제거)에 널리 사용됩니다. 현재 소위 레이저 통신이 빠르게 발전하고 있습니다. 통신 채널의 캐리어 주파수가 높을수록 대역폭이 커지는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 무선 통신은 점점 더 짧은 파장으로 이동하는 경향이 있습니다. 빛의 파장은 평균적으로 전파 범위의 파장보다 100배 짧기 때문에 레이저 방사선을 통해 훨씬 더 많은 양의 정보를 전송할 수 있습니다. 레이저 통신은 예를 들어 광섬유를 통해 개방 및 폐쇄 도광 구조를 통해 수행됩니다. 내부 전반사 현상으로 인해 빛은 실질적으로 약화되지 않고 장거리로 전파될 수 있습니다.

일일 생산 및 과학 활동. 수년에 걸쳐 이 "도구"는 점점 더 개선될 것이며 이와 함께 레이저 응용 분야도 계속 확장될 것입니다. 레이저 기술 분야의 연구 속도가 빨라지면서 특성이 크게 개선된 새로운 유형의 레이저를 만들 수 있는 가능성이 열리며 ...

특히 단단한 재료뿐만 아니라 증가된 취약성을 특징으로 하는 재료에도 사용됩니다. 레이저 드릴은 강력할 뿐만 아니라 매우 섬세한 "도구"로 밝혀졌습니다. 예: 알루미나 세라믹으로 만든 미세 회로 기판에 구멍을 뚫을 때 레이저 사용. 도자기는 비정상적으로 깨지기 쉽습니다. 이러한 이유로 미세 회로 기판에 구멍을 기계적으로 드릴링하는 ...