레이저 는 "추도 된 방출"원칙 을 통해 작동 하며, 강력 한 빛 빔 을 생성 한다. 레이저 시스템은 세 가지 핵심 구성 요소 로 구성 되어 있다.
- 광적 rezonator:복사실처럼 작동합니다. 빛을 거꾸로 반사해서 증폭시킵니다.
- 중급수익:레이저 빛을 생성하는 "연료"로 결정, 기체 또는 염료가 될 수 있습니다.
- 펌프 소스:플래시 램프, 전기 충전 또는 다른 레이저와 같은 가이드 미디어를 흥분시키는 에너지를 제공합니다.
펌프 소스가 가이드 매체에 에너지를 공급하면 광적 공명기에 반사되어 동일한 파장과 단계의 일관성 빛을 증폭시킵니다.공명기에 있는 거울 중 하나는 부분적으로 반사합니다., 증폭된 빛이 레이저 빔으로 나오도록 허용합니다. 이 과정은 독특한 특성을 가진 빛을 만듭니다. 단색성, 방향성 및 일관성.
레이저는이득 중도(가스, 고체 상태 또는 염색체 레이저) 또는 그들의파장이 분류 시스템은 중복됩니다. 예를 들어, CO2 레이저는 가스 레이저와 적외선 레이저입니다.
다이오드 레이저 (반도체 레이저) 는 반도체 물질을 통해 일관된 빛을 생성한다. 그 작고 효율적인 크기와 다재다능성 때문에 점점 더 인기가 있다.
핵 구성 요소는 전자와 구멍이 광자를 방출하기 위해 재조합되는 p-n 결합입니다. 파장은 반도체 물질의 대역 간격에 달려 있습니다.일반적인 재료와 그에 상응하는 파장에는:
| 소재 | 파장 | 색상 |
|---|---|---|
| 갈륨산화물 (GaN) | 405-450 nm | 파란색 |
| 알루미늄 갈륨 인디움 인화물 (AlGaInP) | 635~680 nm | 빨간색 |
| 유테르비움 도핑 섬유 또는 Nd:YAG | 1060~1080 nm | 적외선 (보이지 않는) |
이산화탄소 레이저는 10,600nm의 적외선 빛을 방출하여 가장 강력한 연속파 레이저 중 하나입니다. 그들은 산업 절단, 용접 및 조각 응용 분야에 탁월합니다.
이산화탄소, 질소, 헬륨의 기체 혼합물인 이산화탄소, 질소, 헬륨의 이산화탄소 매개체는 전기 방출에 의해 흥분되면 광자를 방출하여 더 많은 방출을 자극한다.광적 공명기는 이 적외선 광선을 집중된, 일관된 빔.
광섬유 레이저는 광섬유를 사용해서 가이닝 매체로 사용해서 우수한 빔 품질과 효율성을 제공합니다. 특히 재료 처리 및 통신에 유용합니다.
섬유에 첨가된 에르비움이나 이테르비움과 같은 희토류 원소들은 다이오드 펌프 소스에 의해 흥분된다. 그 결과 광자들은 섬유를 통과하면서 증폭되어 일관된 레이저 빔을 생성한다.유선 의 파도 안내 구조 는 탁월 한 빔 품질 과 안정성 을 보장 한다.
파란색 빛을 방출하는 레이저 (일반적으로 473 nm 또는 445 nm) 는 가이드 매체에 관계없이 파란색 레이저로 간주됩니다. 이러한 가시성 레이저는 프로젝션, 생의학 응용 프로그램,그리고 재료 가공.
대부분의 블루 레이저는 디오드 펌프 고체 상태 (DPSS) 시스템으로 네오디?? 이온으로 도핑 된 크리스탈을 사용합니다.그들의 출력 전력은 일반적으로 기본 구성에서 약 50mW로 제한됩니다..
적외선 레이저는 780 nm 이상 빛을 발하며, 근 적외선 (NIR), 중 적외선 (MIR), 멀리 적외선 (FIR) 으로 분류됩니다.인적 눈에는 보이지 않기 때문에 고전력 산업용 용품에 적합합니다..
가시 레이저와 달리 적외선 레이저는 분자나 도핑된 물질에서 보다 간단한 에너지 전환을 통해 파장을 얻을 수 있습니다. 예를 들어,분자 전환을 통해 600 nm.
- 다이오드 레이저:플라스틱, 섬유, 얇은 금속 (무화강, 알루미늄) 및 다양한 유기 물질에 효과적입니다. 블루 다이오드 (445 nm) 는 나무, 가죽 및 불투명한 아크릴에 잘 작동합니다.
- CO2 레이저:아크릴, 나무, 유리 및 세라믹과 같은 비 금속에 이상적입니다. 또한 두꺼운 산업 금속 (알루미늄, 강철) 을 절단 할 수 있지만 구리 및 청동에 어려움을 겪습니다.
- 섬유 레이저:강철, 알루미늄, 니켈 합금 등 금속과 우수한. 일반적으로 나무 또는 아크릴과 같은 비 금속에 효과적이지 않습니다.
레이저 유형 간의 주요 작동 차이점:
| 매개 변수 | 다이오드 레이저 | 이산화탄소 레이저 | 섬유 레이저 |
|---|---|---|---|
| 벽 플러그 효율성 | 30~60% | 10~15% | 30~60% |
| 최대 전력 | 최대 8kW (산업용) | 100kW+ | 100kW+ |
| 절단 속도 (제철) | ~50mm/s (6mm 두께) | ~83mm/s (12mm) | ~416mm/s (25mm+) |
| 유지보수 | 최소 (100,000+시간) | 높은 (가스/스파이러 교체) | 중간 (섬유/다이오드 교체) |
다이오드 레이저는 반도체 구성 요소가 최대 10만 시간 동안 유지 보수 기간을 유지하는데 가장 낮은 유지보수를 제공합니다.섬유 레이저는 고체 상태 설계에도 불구하고 주기적인 섬유 및 다이오드 유지 보수가 필요합니다..
산업용 용어에서, 섬유 레이저는 두꺼운 금속을 가장 높은 절단 속도를 제공, 반면 CO2 레이저는 비 금속 물질에 효과적인 유지. 다이오드 레이저는 컴팩트,효율성과 장수성이 우선시되는 저전력 애플리케이션.