{"id":2389,"date":"2021-05-11T02:55:56","date_gmt":"2021-05-11T02:55:56","guid":{"rendered":"https:\/\/fclatbz2dc.wpdns.site\/?p=2389"},"modified":"2024-01-22T01:34:05","modified_gmt":"2024-01-22T01:34:05","slug":"what-is-the-laser-resonator","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mydery.com\/fr\/what-is-the-laser-resonator\/","title":{"rendered":"Qu'est-ce que le r\u00e9sonateur laser ?"},"content":{"rendered":"

<\/span>Temps de lecture estim\u00e9 : <\/span>37<\/span> minute<\/span><\/p>\n\n\n\n

L'instrument qui produit la lumi\u00e8re de la source laser s'appelle un r\u00e9sonateur laser, qui comprend un laser \u00e0 gaz, un laser liquide, un laser \u00e0 semi-conducteur, un dispositif optique \u00e0 semi-conducteur et d'autres lasers. Parmi eux, les lasers les plus typiques sont le CO2 <\/sub>lasers \u00e0 gaz, lasers \u00e0 semi-conducteurs, lasers \u00e0 semi-conducteurs YAG et lasers \u00e0 fibre.<\/p>\n\n\n\n

Composition de base et d\u00e9veloppement du laser<\/h3>\n\n\n\n

La composition de base du laser<\/h4>\n\n\n\n

Bien qu'il existe de nombreux types de lasers, ils produisent tous des lasers par excitation et rayonnement stimul\u00e9. Par cons\u00e9quent, la composition de base des lasers est fixe, g\u00e9n\u00e9ralement compos\u00e9e de mat\u00e9riaux de travail (c'est-\u00e0-dire de milieux de travail pouvant produire une inversion de population apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 excit\u00e9s), de sources d'excitation (l'\u00e9nergie qui peut amener la substance de travail \u00e0 inverser le nombre de particules, \u00e9galement dite source de pompage) et la cavit\u00e9 r\u00e9sonante optique sont compos\u00e9es de trois parties.<\/p>\n\n\n\n

Substance de travail<\/h5>\n\n\n\n

La production du laser doit choisir un mat\u00e9riau de travail appropri\u00e9, qui peut \u00eatre gazeux, liquide, solide ou semi-conducteur. Dans ce milieu, le nombre de particules peut \u00eatre invers\u00e9 pour cr\u00e9er les conditions n\u00e9cessaires \u00e0 l'obtention de la lumi\u00e8re laser. L'existence de niveaux d'\u00e9nergie m\u00e9tastables est tr\u00e8s b\u00e9n\u00e9fique pour la r\u00e9alisation de l'inversion de population. Il existe pr\u00e8s d'un millier de types de mat\u00e9riaux de travail et les longueurs d'onde laser qui peuvent \u00eatre g\u00e9n\u00e9r\u00e9es couvrent une large gamme de bandes ultraviolettes sous vide aux bandes infrarouges lointaines.<\/p>\n\n\n\n

Source d'excitation<\/h5>\n\n\n\n

Afin d'inverser le nombre de particules dans la substance active, une certaine m\u00e9thode doit \u00eatre adopt\u00e9e pour exciter le syst\u00e8me de particules et augmenter le nombre de particules \u00e0 des niveaux d'\u00e9nergie \u00e9lev\u00e9s. La m\u00e9thode de d\u00e9charge de gaz peut utiliser des \u00e9lectrons avec de l'\u00e9nergie cin\u00e9tique pour exciter la substance active, ce qui est appel\u00e9 excitation \u00e9lectrique; une source de lumi\u00e8re puls\u00e9e peut \u00e9galement \u00eatre utilis\u00e9e pour irradier la substance active afin de produire une excitation, appel\u00e9e excitation optique\u00a0; il y a l'excitation thermique, l'excitation chimique et ainsi de suite. Diverses m\u00e9thodes d'incitation sont vivement appel\u00e9es pompage ou pompage. Afin d'obtenir en continu la sortie laser, il doit \u00eatre pomp\u00e9 en continu pour maintenir le nombre de particules dans l'\u00e9tat excit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Cavit\u00e9 optique<\/h5>\n\n\n\n

Avec un mat\u00e9riau de travail et une source d'excitation appropri\u00e9s, l'inversion de population peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9e, mais l'intensit\u00e9 du rayonnement stimul\u00e9 g\u00e9n\u00e9r\u00e9 de cette mani\u00e8re est tr\u00e8s faible et ne peut pas \u00eatre appliqu\u00e9e. Les gens pensaient donc qu'une cavit\u00e9 r\u00e9sonante optique pouvait \u00eatre utilis\u00e9e pour amplifier le rayonnement stimul\u00e9. La cavit\u00e9 r\u00e9sonante optique est compos\u00e9e de deux miroirs avec une certaine forme g\u00e9om\u00e9trique et des caract\u00e9ristiques de r\u00e9flexion optique combin\u00e9es de mani\u00e8re sp\u00e9cifique. Ses principales fonctions sont les suivantes.<\/p>\n\n\n\n

Fournir une capacit\u00e9 de r\u00e9troaction optique pour faire aller et venir les photons d'\u00e9mission stimul\u00e9s dans la cavit\u00e9 plusieurs fois pour former une oscillation continue coh\u00e9rente.<\/p>\n\n\n\n

Limitez la direction et la fr\u00e9quence du faisceau oscillant dans la cavit\u00e9 pour garantir que le laser de sortie a une certaine directivit\u00e9 et monochromaticit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Le d\u00e9veloppement des lasers<\/h4>\n\n\n\n

Le laser est l'un des composants de base indispensables dans les syst\u00e8mes de traitement laser modernes. Avec le d\u00e9veloppement de la technologie de traitement au laser, les lasers progressent \u00e9galement constamment et de nombreux nouveaux lasers sont apparus.<\/p>\n\n\n\n

Les premiers lasers de traitement des sources laser \u00e9taient principalement du CO de haute puissance2<\/sub>, les lasers \u00e0 gaz et les lasers \u00e0 solide YAG pomp\u00e9s par lampe. Du point de vue de l'histoire du d\u00e9veloppement de la technologie de traitement laser, le CO \u00e0 haut plafond2 <\/sub>et les lasers apparus au milieu des ann\u00e9es 1970 ont d\u00e9velopp\u00e9 du CO refroidi par diffusion2<\/sub> lasers. Le tableau 2.1 montre l'\u00e9tat de d\u00e9veloppement du CO2<\/sub> lasers.<\/p>\n\n\n\n

Type de laser  <\/td>Type scell\u00e9<\/td>Type d'\u00e9coulement axial lent<\/td>Type de flux crois\u00e9<\/td>Type d'\u00e9coulement axial rapide<\/td>Ventilateur turbo D\u00e9bit axial rapide  <\/td>Refroidissement par diffusion type SLAB  <\/td><\/tr>
\u00c2ge d'apparition  <\/td>Milieu des ann\u00e9es 1970<\/td>D\u00e9but des ann\u00e9es 1980<\/td>Milieu des ann\u00e9es 80<\/td>Fin des ann\u00e9es 1980<\/td>D\u00e9but des ann\u00e9es 90<\/td>20e si\u00e8cle Milieu des ann\u00e9es 90  <\/td><\/tr>
Puissance\/W<\/td>500  <\/td>1000  <\/td>20000  <\/td>5000  <\/td>10000  <\/td>5000<\/td><\/tr>
Qualit\u00e9 du faisceau (M2<\/sup> facteur  <\/td>Instable<\/td>1.5<\/td>10<\/td>5<\/td>2.5<\/td>1.2<\/td><\/tr>
Qualit\u00e9 du faisceau (KF<\/sub>\/mm\u2022 mrad)<\/td> Instable<\/td>5<\/td>35<\/td>17<\/td>9<\/td>4.5<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Tableau 2.1 Statut de d\u00e9veloppement du CO2<\/sub> laser<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

CO pr\u00e9coce2 <\/sub>les lasers avaient tendance \u00e0 se d\u00e9velopper dans le sens d'une augmentation de la puissance laser, mais lorsque la puissance laser atteignait une certaine exigence, la qualit\u00e9 du faisceau du laser \u00e9tait prise en compte et le d\u00e9veloppement du laser s'est d\u00e9plac\u00e9 vers l'am\u00e9lioration de la qualit\u00e9 du faisceau. R\u00e9cemment, la dalle CO refroidie par diffusion2<\/sub> le laser, qui est proche de la limite de diffraction, a une bonne qualit\u00e9 de faisceau et a \u00e9t\u00e9 largement utilis\u00e9 une fois lanc\u00e9, notamment dans le domaine de la d\u00e9coupe laser, et est privil\u00e9gi\u00e9 par de nombreuses entreprises.<\/p>\n\n\n\n

Le CO2<\/sub> Le r\u00e9sonateur laser pr\u00e9sente les inconv\u00e9nients d'un grand volume, d'une structure complexe et d'un entretien difficile. Le m\u00e9tal ne peut pas bien absorber le laser avec une longueur d'onde de 10,6 m, ne peut pas utiliser de fibre optique pour transmettre le laser, et le plasma induit par le temps de soudage est grave et d'autres inconv\u00e9nients. Plus tard, le laser \u00e0 solide YAG d'une longueur d'onde de 1,06 m a combl\u00e9 les lacunes du CO2<\/sub> laser dans une certaine mesure. Les premiers lasers \u00e0 semi-conducteurs YAG utilisaient des m\u00e9thodes de pompage de lampe, qui pr\u00e9sentaient des probl\u00e8mes tels qu'une faible efficacit\u00e9 laser (environ 3%) et une mauvaise qualit\u00e9 de faisceau. Avec les progr\u00e8s continus de la technologie laser, les lasers \u00e0 solide YAG ont continu\u00e9 \u00e0 progresser et de nombreux nouveaux lasers sont apparus. L'\u00e9tat de d\u00e9veloppement des lasers \u00e0 solide YAG est indiqu\u00e9 dans le tableau 2.2.<\/p>\n\n\n\n

Type de laser  <\/td>Lampe pomp\u00e9e<\/td>Diode pomp\u00e9e<\/td>Fibre pomp\u00e9e  <\/td>Disque en flocons  <\/td>Semi-conducteur pomp\u00e9 en bout<\/td>laser \u00e0 fibre  <\/td><\/tr>
\u00c2ge d'apparition  <\/td>ann\u00e9es 1980<\/td>Fin des ann\u00e9es 1980  <\/td>Milieu des ann\u00e9es 90  <\/td>Milieu des ann\u00e9es 90  <\/td>Fin des ann\u00e9es 90  <\/td>D\u00e9but du 21e si\u00e8cle  <\/td><\/tr>
Puissance\/W<\/td>6000  <\/td>4400  <\/td>2000  <\/td>4000\uff08prototype\uff09  <\/td>200  <\/td>10000<\/td><\/tr>
Qualit\u00e9 du faisceau (M2<\/sup> facteur)<\/td>70<\/td>35<\/td>35<\/td>7<\/td>1.1<\/td>70<\/td><\/tr>
Qualit\u00e9 du faisceau (KF<\/sub>\/mm\u2022 mard)<\/td>25<\/td>12<\/td>12<\/td>2.5<\/td>0.35<\/td>25<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Tableau 2.2 L'\u00e9tat de d\u00e9veloppement des lasers \u00e0 solide YAG<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Il ressort du tableau 2.1 et du tableau 2.2 qu'en plus d'am\u00e9liorer continuellement la puissance du laser, un autre aspect important du d\u00e9veloppement du laser est d'am\u00e9liorer continuellement la qualit\u00e9 du faisceau du laser. La qualit\u00e9 du faisceau laser joue souvent un r\u00f4le plus important dans le processus de traitement laser que la puissance laser.<\/p>\n\n\n\n

Le d\u00e9veloppement de la fabrication laser avec laser<\/a> la puissance et la qualit\u00e9 du faisceau sont illustr\u00e9es \u00e0 la figure 2.1.<\/p>\n\n\n\n

\"The
Figure 2.1 Le d\u00e9veloppement de la fabrication de lasers avec une puissance laser et une qualit\u00e9 de faisceau<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Au d\u00e9but du 21\u00e8me si\u00e8cle, un autre nouveau type de laser laser-semi-conducteur est apparu. Par rapport au CO haute puissance traditionnel2<\/sub> lasers \u00e0 r\u00e9sonateur et lasers \u00e0 semi-conducteurs YAG, les lasers \u00e0 semi-conducteurs pr\u00e9sentent des avantages techniques \u00e9vidents, tels qu'une petite taille, un poids l\u00e9ger, un rendement \u00e9lev\u00e9, une faible consommation d'\u00e9nergie, une longue dur\u00e9e de vie et un taux d'absorption \u00e9lev\u00e9 des lasers m\u00e9tal \u00e0 semi-conducteur. Avec le d\u00e9veloppement continu de la technologie des lasers \u00e0 semi-conducteurs, d'autres lasers \u00e0 semi-conducteurs bas\u00e9s sur des lasers \u00e0 semi-conducteurs, tels que les lasers \u00e0 fibre, les lasers \u00e0 semi-conducteurs pomp\u00e9s et les lasers \u00e0 feuille, se sont d\u00e9velopp\u00e9s rapidement. Parmi eux, les lasers \u00e0 fibre se d\u00e9veloppent rapidement, en particulier les lasers \u00e0 fibre dop\u00e9e aux terres rares, qui ont \u00e9t\u00e9 largement utilis\u00e9s dans les communications par fibre, la d\u00e9tection par fibre, le traitement des mat\u00e9riaux laser et d'autres domaines.<\/p>\n\n\n\n

Du CO2<\/sub> laser \u00e0 gaz vers laser \u00e0 fibre<\/h3>\n\n\n\n

CO2<\/sub> laser \u00e0 gaz<\/h4>\n\n\n\n

Un laser qui utilise du CO2<\/sub> comme la principale substance de travail est appel\u00e9 un CO2<\/sub> laser. Une petite quantit\u00e9 de N2<\/sup> et il doit \u00eatre ajout\u00e9 \u00e0 sa substance de travail pour am\u00e9liorer le gain, l'efficacit\u00e9 de la r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur et la puissance de sortie du laser. CO2<\/sub> laser a les caract\u00e9ristiques suivantes.<\/p>\n\n\n\n