Laser mudah dan mudah dengan kecekapan yang tinggi

Laser telah lama menjadi alat mudah digunakan dalam bidang kimia, biologi, perubatan, kejuruteraan, sains, dan hal ehwal ketenteraan.

Memandangkan teknologi laser berkembang, minat terhadap ciri-ciri teknikal dan ekonomi laser meningkat. Kecekapan tinggi laser telah memperoleh kepentingan mendasar berkaitan dengan penyelidikan dalam bidang gabungan termonuklear sebagai sumber tenaga murah dan mesra alam. Gabungan termonuklir terjadi dalam plasma padat, dipanaskan hingga ratusan juta darjah. Salah satu cara pemanasan plasma yang menjanjikan adalah memberi tumpuan kepada nadi laser berkuasa tinggi pada sasaran plasma. Sudah jelas bahawa tenaga gabungan termonuklear harus melebihi kos tenaga untuk membuat plasma di mana reaksi termonuklear akan berlaku. Jika tidak, proses sedemikian tidak akan memberikan sebarang manfaat ekonomi. Mencari penyelesaian yang membina yang akan memberikan kecekapan laser yang tinggi dan ciri prestasi yang boleh diterima mendedahkan ciri-ciri tersendiri yang diterangkan di bawah.

Apabila mencipta laser pertama, adalah penting untuk menunjukkan kemungkinan mendasar untuk menguatkan rasuk cahaya dalam medium dengan populasi berlawanan tahap tenaga dan kemungkinan mewujudkan medium dengan populasi songsang. Istilah "populasi songsang" bermakna bahawa sepasang tahap tenaga berlaku dalam spektrum tenaga sebuah atom di mana bilangan elektron di peringkat atas lebih besar daripada yang lebih rendah. Dalam kes ini, radiasi yang dipancarkan mendorong elektron dari peringkat atas ke tahap yang lebih rendah dan elektron melepaskan tenaga mereka dalam bentuk foton baru. Penduduk songsang dicapai dengan cara yang berbeza: dalam proses kimia, dalam pelepasan gas, kerana penyinaran kuat, dan lain-lain

Peranti yang dicadangkan berbeza daripada analog yang diketahui oleh dua ciri.

Ciri pertama ialah lampu pam tidak terletak di luar bendalir kerja, tetapi di dalamnya. (Pic 1)

Rajah 1 Laser dengan mengepam paksi

Ini memungkinkan untuk memohon lapisan reflektif secara langsung pada permukaan sisi cecair kerja (kaca neodymium). Ciri ini telah meningkatkan kecekapan mengutip cahaya dari lampu pam kira-kira 4 kali.

Sebagai perbandingan dalam Rajah. 2 menunjukkan corak pam dengan empat lampu.

Rajah 2. Laser mengepam litar dengan lampu luaran

Kecekapan mengutip cahaya pada badan kerja dikurangkan dalam skim sedemikian kerana hakikat bahawa sinar di sektor dengan sudut α tidak memberi tumpuan kepada badan kerja sama sekali, lebih-lebih lagi, sinar pada sudut kecil ke paksi lampu tidak jatuh pada badan kerja, lebih-lebih lagi, imej lampu di kawasan badan kerja melebihi saiz badan kerja. Ingatlah bahawa hanya sinar dari sumber titik dikumpulkan pada tumpuan bertentangan elipsus. Akhirnya, pelbagai pantulan dengan penyebaran separa dari dinding lampu, dari cermin dan dari permukaan medium kerja juga mengurangkan kecekapan mengumpul cahaya.

Dalam skim yang dicadangkan, hampir semua sinar dikunci di dalam reflektor. Akibat mengurangkan bilangan lampu pam yang diperlukan, jumlah dan berat bank kapasitor menurun sebanyak 4 kali. Di samping itu, penjana itu sendiri menjadi lebih mudah dan lebih padat.

Ciri kedua berkaitan dengan resonator peranti. Satu resonator konvensional terdiri daripada dua cermin selari, salah satunya adalah lutir dan legap yang lain. Dalam peranti ini, cermin buruj digantikan dengan reflektor sudut dalam bentuk prisma kaca dengan muka masuk yang cenderung. Cerun muka masukan membolehkan wajah ini diposisikan di sudut Brewster (iaitu indeks bias kaca) ke paksi laser (Rajah 3).

Gambar 3. Prisma untuk rasuk yang masuk ke sudut Brewster

Dalam kes ini, sinaran laser dipolarisasi dan tidak dicerminkan dari muka masukan prisma. Kelebihan utama menggunakan prisma ini adalah bahawa rasuk yang ditunjukkan adalah selari dengan rasuk kejadian. Resonator sentiasa tetap ditala. Pada masa yang sama, resonator konvensional dengan cermin selari memerlukan penalaan halus (penjajaran) yang memakan masa. Salutan cermin reflektif mudah rosak. Prisma tidak mempunyai lapisan reflektif. Sinar mengalami penglihatan dalaman sepenuhnya.

Adalah menarik untuk diperhatikan reka bentuk mekanisme pelarasan. (gambar 4)

Rajah. 4 Penyelarasan mekanisme

Mekanisme ini terdiri daripada tiga panel (warna yang ditonjolkan), disambungkan oleh unsur-unsur fleksibel (hitam). Panel pertama dan kedua disambungkan pada hujung mendatar yang lebih rendah. Panel kedua dan ketiga disambungkan pada hujung menegak kiri. Reka bentuk ini memberikan dua darjah kebebasan untuk giliran kecil panel pertama berbanding panel ketiga di sekitar paksi menegak dan mendatar. Untuk putaran ketepatan, setiap pasangan panel dihubungkan dengan skru perbezaan. Separuh skru mempunyai benang, contohnya, M4, dan separuh kedua skru mempunyai thread M5. Separuh benang ini berbeza dengan ~ 100μm. Satu bahagian skru memasuki lubang berulir dalam satu panel, dan yang satu lagi ke dalam lubang berulir di panel lain.

Menghidupkan kepala skru dengan putaran penuh akan mengubah jarak antara panel dengan hanya 100 mikron. Di samping itu, elemen-elemen yang fleksibel menolak panel antara satu sama lain dan sepenuhnya menghilangkan tindak balas. Salah satu panel yang melampau dipasang secara tegar di bangku optikal, cermin atau prisma dipasang pada panel ekstrem yang lain. Pelarasan dilakukan dengan selesa dan selamanya.

Ciri-ciri ini menjadikan laser sangat mudah dalam keadaan medan.

Tonton video itu: SCP-1415 Flesh Gauntlet. Safe class. transfiguration body horror clothing scp (September 2019).