Nguyên lý hoạt động của máy laser

Tất cả các loại laser đều hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản là bức xạ cưỡng bức, năng lượng chuyển hóa được quy định bởi cơ chế quang học từ nguồn cung cấp: quang học lượng tử. Laser là từ viết tắt của Light amplication by the stimulation emission of radiation nghĩa là khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ cưỡng bức, bằng cơ chế quang lượng tử bởi những photon có thể được tạo ra, thu gom, khuếch đại và khai thác để sử dụng.

Tia laser
Tia laser

Thành phần chính của laser

Tất cả các laser chứa ba thành phần chính:

Lasing hoặc “gain” medium hay còn gọi là rod là môi trường kích hoạt laser

Nguồn năng lượng để kích thích các điện tử electron trong thanh rod gain medium để tạo ra nguồn năng lượng cao gọi là Pump hoặc là nguồn kích động

Buồng quang học cho phép các photon được phát ra có thể dao động, sau đó bị chặn lại để năng lượng được cộng thêm vào hay còn gọi là "pumped" vào hệ thống, đó là resonator - buồng cộng hưởng.

Khi năng lượng được cộng hưởng vào hệ thống, quỹ đạo của các electron của nguyên tử trong gain medium sẽ bị kích thích để tạo năng lượng cao hơn. Khi nguồn năng lượng hình thành phân rã, các photon có cùng bước sóng. 

Tuy nhiên, chỉ những photon được phát ra song song chính xác với trục của buồng quang - resonator thì được phản xạ lại gain medium bởi kính phản xạ toàn phần, còn được gọi là HR (highly reflective) và kính phản xạ bán phần - output coupler (OC), gây ra 1 tầng photon có cùng hướng, độ phân cực và pha (phase).

Gain Medium: Gain medium của laser sử dụng để kích năng lượng để khuếch đại hoặc làm gia tăng công suất đầu ra của laser. Gain medium giúp hấp thụ năng lượng từ pump và dự trữ nó dưới dạng các electron bị kích thích, và có khả năng truyền năng lượng được bức xạ ra có bước sóng như người dùng mong muốn.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy laser
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy laser

Gain medium có thể bằng khí, chất rắn, chất lỏng, chất bán dẫn, hoặc chất có không điện tử. Hầu hết trong mọi trường hợp, tên của laser được đặt theo tên của Gain Medium. Ví dụ: carbon dioxide (CO2), argon, alexandrite, neodymium: Yttrium-Aluminum-Garnet (Nd: YAG)…

Pump: Bộ phận cung cấp năng lượng cho gain medium. Nguồn của Pump có thể là ánh sáng quang phổ rộng hoặc hẹp được phát ra từ bóng đèn, điện áp cao, hóa chất có điện áp một chiều (DC), điện cao tần- radio frequency, hay ngay cả là loại laser khác.

Gain medium là chất rắn (pha lê, thủy tinh có thủ lớp các nguyên tử hiếm của vỏ trái đất hay các ion kim loại truyền dẫn) như: ruby, alexandrite, Nd: YAG…) thì pump thường sử dụng là bóng đèn (flashlamps) cho năng lượng cao hơn.
  • Laser khí thì thường dùng pump là điện áp cao hoặc điện cao tần-RF.
  • Laser bán dẫn hoặc diode laser thì pump là dòng điện một chiều (DC).

Năng lượng của diode lasers được pump bởi dòng điện 1 chiều có thể được dùng như là 1 pump cho rất nhiều loại gain medium như: Gain medium rắn DPSS – Diode Pumped Solid State lasers, fiber lasers, và laser dạng mỏng (thin disk lasers). Laser hóa học (chemical lasers) được pump bởi năng lượng của tương tác hóa học (HF/DF, COIL)

Resonator: là buồng cộng hưởng là buồng quang học giúp phản xạ giúp ánh sáng cộng hưởng, được gắn gain medium bên trong.Năng lượng của Pump duy trì sự đảo ngược của các electron bị kích thích, ánh sáng dội ngược vào buồng cộng hưởng lại tạo ra nhiều photon hơn. 

Một đầu của resonator có gắn một kính phản xạ toàn phần (highly reflective -HR) hoặc một thiết bị phản xạ khác để phản xạ các ánh sáng phát ra từ gain medium vào lại chính nó; đầu kia gắn kính bán phần (partially reflective hoặc còn gọi output coupler - OC) cho phép ánh sáng laser thoát ra khỏi resonator.

Hãy truy cập vào website: maykhac.vn để biết thêm nhiều thông tin về sản phẩm máy khắc laser giá rẻ tại An Khánh cũng như các sản phẩm máy khắc laser khác mà chúng tôi đang cung cấp trên thị trường.

Mọi thông tin thắc mắc cũng như phản hồi đánh giá khách hàng có thể liên hệ trực tiếp tới:

Địa chỉ: Số 09 Ngõ 66 Hồ Tùng Mậu, Cầu Giấy, Hà Nội

Hoặc gọi qua Hotline: 0987.637.860 – 0904694587

Share this

Related Posts

Previous
Next Post »