เลเซอร์แก๊ส
เลเซอร์แก๊สคือเลเซอร์ที่ปล่อยกระแสไฟฟ้า ผ่าน แก๊สเพื่อสร้างแสงที่มีความสอดคล้อง เลเซอร์แก๊สเป็นเลเซอร์แสงต่อเนื่องตัวแรกและเป็นเลเซอร์ตัวแรกที่ทำงานบนหลักการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงเลเซอร์ที่ส่งออก เลเซอร์แก๊สตัวแรกคือเลเซอร์ฮีเลียม-นีออน (HeNe) ได้รับการคิดค้นร่วมกันโดยวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ชาวอิหร่านอาลี จาวานและนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันวิลเลียม อาร์. เบนเน็ตต์ จูเนียร์ในปี 1960 โดยเลเซอร์นี้ผลิตลำแสงที่มีความสอดคล้องในช่วงอินฟราเรดของสเปกตรัมที่ 1.15 ไมโครเมตร[1]
ชนิดของแก๊สเลเซอร์
เลเซอร์แก๊สที่ใช้แก๊สหลายชนิดถูกสร้างขึ้นและนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์ต่างๆ มากมาย
เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์หรือเลเซอร์ CO2สามารถปล่อยพลังงานได้หลายร้อยกิโลวัตต์[2]ที่ 9.6 μmและ 10.6 μm และมักใช้ในอุตสาหกรรมสำหรับการตัดและการเชื่อม ประสิทธิภาพของเลเซอร์ CO2 อยู่ที่มากกว่า 10%
เลเซอร์ คาร์บอนมอนอกไซด์หรือ "CO" มีศักยภาพในการสร้างเอาต์พุตขนาดใหญ่ แต่การใช้งานเลเซอร์ประเภทนี้มีข้อจำกัดเนื่องจากก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นพิษ ผู้ปฏิบัติงานต้องได้รับการปกป้องจากก๊าซพิษชนิดนี้ นอกจากนี้ ก๊าซชนิดนี้ยังกัดกร่อนวัสดุหลายชนิดได้อย่างรุนแรง รวมถึงซีล ปะเก็น และอื่นๆ
เลเซอร์ฮีเลียม-นีออน (HeNe)สามารถทำให้แกว่งไปมาได้มากกว่า 160 ความยาวคลื่น โดยการปรับโพรง Q ให้ถึงจุดสูงสุดที่ความยาวคลื่นที่ต้องการ ซึ่งสามารถทำได้โดยการปรับการตอบสนองทางสเปกตรัมของกระจก หรือโดยใช้องค์ประกอบการกระจาย ( ปริซึมลิตโทรว์ ) ในโพรง หน่วยที่ทำงานที่ 633 นาโนเมตรนั้นพบได้ทั่วไปในโรงเรียนและห้องปฏิบัติการ เนื่องจากมีต้นทุนต่ำและให้คุณภาพลำแสงที่เกือบสมบูรณ์แบบ
เลเซอร์ไนโตรเจนทำงานในช่วงอัลตราไวโอเลต โดยทั่วไปคือ 337.1 นาโนเมตร โดยใช้ไนโตรเจนโมเลกุลเป็นตัวกลางขยาย ซึ่งสูบโดยการคายประจุไฟฟ้า
เลเซอร์ TEAได้รับพลังงานจากการคายประจุไฟฟ้าแรงสูงในส่วนผสมของก๊าซซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ความดันบรรยากาศหรือสูงกว่านั้น คำย่อ "TEA" ย่อมาจาก Transversely Excited Atmospheric
เลเซอร์เคมี
เลเซอร์เคมีขับเคลื่อนด้วยปฏิกิริยาเคมีและสามารถให้พลังงานสูงในการทำงานต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น ในเลเซอร์ไฮโดรเจนฟลูออไร ด์ (2.7–2.9 μm) และเลเซอร์ดิวทีเรียมฟลูออไรด์ (3.8 μm) ปฏิกิริยาคือการรวมกันของก๊าซไฮโดรเจนหรือดิวทีเรียมกับผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ของเอทิลีนในไนโตรเจนไตรฟลูออไรด์ เลเซอร์เหล่านี้ได้รับการประดิษฐ์โดยGeorge C. Pimentel
เลเซอร์เคมีขับเคลื่อนด้วยปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้สามารถปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว เลเซอร์ที่มีกำลังสูงมากดังกล่าวมีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับกองทหาร นอกจากนี้ เลเซอร์เคมีแบบคลื่นต่อเนื่องที่มีกำลังสูงมากซึ่งป้อนโดยกระแสก๊าซยังได้รับการพัฒนาและนำไปใช้ในอุตสาหกรรมบางประเภทอีกด้วย
เลเซอร์เอ็กไซเมอร์
เลเซอร์เอกไซเมอร์ขับเคลื่อนด้วยปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับไดเมอร์ที่ถูกกระตุ้นหรือเอกไซเมอร์ซึ่งเป็นโมเลกุลไดเมอร์หรือเฮเทอโรไดเมอร์อายุสั้นที่ก่อตัวจากสองสปีชีส์ (อะตอม) ซึ่งอย่างน้อยหนึ่งสปีชีส์อยู่ในสถานะอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นโดยทั่วไปแล้ว โมเลกุลเอกไซเมอร์จะผลิต แสง อัลตราไวโอเลตและใช้ในโฟโตลิโทกราฟีเซมิคอนดักเตอร์และใน การผ่าตัดตาด้วยเลเซอร์ LASIK โมเลกุลเอกไซเมอร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ F2 ( ฟลูออรีนเปล่งแสงที่ 157 นาโนเมตร) และสารประกอบก๊าซเฉื่อย (ArF [193 นาโนเมตร], KrCl [222 นาโนเมตร], KrF [248 นาโนเมตร], XeCl [308 นาโนเมตร] และ XeF [351 นาโนเมตร]) [3]
เลเซอร์ไอออน
เลเซอร์ ไอออนอาร์กอนปล่อยแสงในช่วง 351–528.7 นาโนเมตร จำนวนเส้นที่ใช้ได้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ออปติกและหลอดเลเซอร์ แต่เส้นที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือ 458 นาโนเมตร 488 นาโนเมตร และ 514.5 นาโนเมตร
เลเซอร์ไอโลหะ
เลเซอร์ไอโลหะเป็นเลเซอร์ก๊าซที่มักจะสร้างความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตฮีเลียม - เงิน (HeAg) 224 นาโนเมตรนีออน - ทองแดง (NeCu) 248 นาโนเมตร และฮีเลียม - แคดเมียม (HeCd) 325 นาโนเมตร เป็นสามตัวอย่าง เลเซอร์เหล่านี้มี เส้นความกว้างของการสั่นที่แคบมากโดยมีค่าน้อยกว่า 3 GHz (500 เฟมโตเมตร ) [4] ทำให้เหมาะที่จะใช้ในสเปกโตรสโคปีรามานที่ มีการยับยั้งการเรืองแสง
เลเซอร์ไอทองแดงที่มีเส้นสเปกตรัมสองเส้นคือสีเขียว (510.6 นาโนเมตร) และสีเหลือง (578.2 นาโนเมตร) ถือเป็นเลเซอร์ที่ทรงพลังที่สุดและมีประสิทธิภาพสูงสุดในสเปกตรัมที่มองเห็นได้[5]
ข้อดี
- ปริมาณวัสดุที่ใช้งาน สูง
- วัสดุที่ใช้งานมีราคาค่อนข้างถูก
- แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำลายวัสดุที่ใช้งาน
- สามารถระบายความร้อนออกจากช่อง ได้อย่างรวดเร็ว
แอปพลิเคชั่น
- เลเซอร์ฮีเลียม-นีโอดิเมียมใช้ในการทำโฮโลแกรมเป็นหลัก
- ในการพิมพ์เลเซอร์ จะใช้เลเซอร์ He-Ne เป็นแหล่งเขียนบนวัสดุที่ไวต่อแสง
- เลเซอร์ฮีเลียม-นีโอดีนถูกนำมาใช้ในการอ่านบาร์โค้ดที่พิมพ์ลงบนผลิตภัณฑ์ในร้านค้า ปัจจุบัน เลเซอร์ฮีเลียม-นีโอดีนถูกแทนที่ด้วยเลเซอร์ไดโอด เป็นส่วนใหญ่
- เลเซอร์ไนโตรเจนและเลเซอร์เอ็กไซเมอร์ใช้ในการสูบเลเซอร์สีแบบพัลส์[6]
- เลเซอร์ไอออน ส่วนใหญ่เป็นอาร์กอน ใช้ในการปั๊มเลเซอร์สีย้อม CW [6]
ดูเพิ่มเติม
อ้างอิง
- ^ Willett, Colin S.; Haar, D. Ter (17 พฤษภาคม 2014). Introduction to Gas Lasers. Elsevier Science. หน้า 407. ISBN 9781483158792-
- ^ "เลเซอร์ CO2 กำลังสูงของห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพอากาศ" Defense Tech Briefsเก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 2007-06-07
- ^ Schuocker, D. (1998). คู่มือของ Eurolaser Academy . Springer. ISBN 0-412-81910-4-
- ^ "Deep UV Lasers" (PDF) . Photon Systems, Covina, Calif. เก็บถาวรจากแหล่งเดิม(PDF)เมื่อ 2007-07-01 . สืบค้นเมื่อ2007-05-27 .
- ↑ เอนโดะ, มาซาโมริ; วอลเตอร์, โรเบิร์ต เอฟ. (3 ตุลาคม 2018) แก๊สเลเซอร์ ซีอาร์ซี เพรส. พี 451. ไอเอสบีเอ็น 9781420018806-
- ^ โดย Duarte, FJ (2003). Tunable Laser Optics . Elsevier Academic. ISBN 0-12-222696-8-
- ยาริฟ, อัมโนน (1989) ควอนตัมอิเล็กทรอนิกส์ (ฉบับที่ 3) ไวลีย์. ไอเอสบีเอ็น 0-471-60997-8-
- สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 3149290
