Лампы накачки для лазеров

Лампы накачки для лазеров

Приобрести неодимовую установку Nd:YAG для клиники эстетической медицины либо тату-салона недостаточно. Необходимо создать оптимальные условия для ее эксплуатации и поддерживать работоспособность каждой системы и детали, в том числе ксеноновой лампы накачки. Этот компонент непосредственно участвует в генерации излучения. Соответственно, создает необходимые условия для удаления тату, избавления от пигментации либо омолаживающих сеансов.

Какова роль импульсной лампы-вспышки в запуске процесса генерации

  • она трансформирует энергию;
  • подводит ее к активному элементу лазерного агрегата;
  • алюмоиттриевый гранат начинает испускать фотоны;
  • обратную связь обеспечивают зеркала, глухое и выходное.

Какие лампы подходят для накачки неодимового лазера

Позаботьтесь о длительном функционировании установки Nd:YAG: используйте только предусмотренные производителем детали. Так, распространены опасные с точки зрения эксплуатации твердотельных лазеров мифы о возможности накачки галогеновыми приборами. Встречаются мнения о допустимости использования фотовспышки, которая, как импульсная лампа накачки, работает благодаря устройству заряда, электролитическому конденсатору и поджигающему электроду.

На самом деле для твердотельных аппаратов оптимально подходят ксеноновые лампы-вспышки с прямым телом свечения. При выборе прибора следует учитывать соответствие его длины разрядного промежутка длине активной части алюмоиттриевого граната. Первый параметр должен быть незначительно больше или меньше второго. Оптимальный вариант – совпадение величин. На маркировке импульсных ламп с ксеноном указываются диаметр разрядного канала, его протяженность. Например, в обозначении ИНП–6/120 первая цифра означает диаметр, вторая – длину. В приборах иных серий габариты можно найти в паспортах.

Ксеноновые импульсные лампы считаются подходящими газоразрядными источниками, так как их спектр люминесценции идеально согласуется с полосами поглощения неодимовой лазерной установки. КПД лампочки-вспышки можно определить как отношение энергий – световой к электрической. В этом случае очевидно преимущество ксеноновых приборов (КПД=60 %) перед неоновыми (до 35 %), аргоновыми (40 %), криптоновыми (50 %) источниками.

Возможности ксенонового трансформатора энергии и необходимость его замены

Соблюдение требований эксплуатации, регулярное техническое обслуживание гарантируют длительный срок службы лазера. Ведь его детали надежны и рассчитаны на долгую работу. Так, каждая импульсная лампа накачки с ксеноном по замыслу производителей способна выполнить более 1 миллиона выстрелов-вспышек. Отсутствие бережного ухода за агрегатом, игнорирование правил работы сокращают это значение втрое.

О неисправности ксенонового трансформатора энергии свидетельствует слабость импульса. Потребуется профессиональная диагностика для подтверждения необходимости замены импульсной лампы. Ведь подобные перебои в функционировании могут возникать также при утечке воды, перепадах сетевого напряжения.

Как проходит установка лампы xenon

В специализированных центрах вам предложат приобрести новую лампу-выспышку и установить ее. Более продуктивный вариант – позаботиться о наличии в салоне или клинике запасного газоразрядного источника заранее. В этом случае необходимость экстренного ремонта не застанет врасплох, и придется оплачивать только за монтаж. Приобретенную запасную лампочку следует хранить в фирменной упаковке, которая надежно защитит ее от пыли.

Порядок монтажа лампы xenon:

  • мастер сливает жидкость;
  • извлекает модуль охлаждения;
  • освобождает контакты лампы-вспышки от проводов;
  • снимает резиновый уплотнитель с неисправного прибора;
  • вынимает поврежденную лампочку;
  • осторожно устанавливает новый трансформатор энергии, выполняя действия в обратном порядке.
Читайте также:  Двухполярное питание из двух блоков питания

Тату-салоны и косметологические клиники воспринимаются клиентами как пространства создания красоты и возвращения комфорта и гармонии, а их специалисты – как волшебники либо деятели искусства человеческого преображения. Но изнутри ситуация, как видно, не выглядит так радужно. Руководителям и работникам салонов, клиник приходится не только регулярно повышать собственное мастерство, изучать новые тенденции в профессии, но также разбираться в техническом обеспечении своей деятельности и создавать для этого все условия.

Лампы накачки широко используются в лазерном оборудование благодаря высокому КПД преобразования электрической энергии в световую.

Описание

Для накачки твердотельных лазеров, работающих в импульсном режиме, используют импульсные лампы типа ИНП. Импульсные лампы накачки наполняются обычно ксеноном.

Лазеры, работающие в непрерывном режиме, используют дуговые лампы накачки с криптоновым наполнением типа ДНП.

Импульсные лампы более широко применяются в лазерной техники (лазерная сварка, резка, прошивка отверстий, гравировка), благодаря большей эффективности преобразования электрической энергии в световую, чем дуговые лампы с криптоновым наполнением.

Маркировка обеих типов ламп схожа, например ИНП-Д/ДЛ, где Д- диаметр разрядного канала, ДЛ — его длина. ИНП-6/120 соответственно имеет диаметр разрядного промежутка 6мм и длину 120 мм. Ниже приведены наиболее распространенные типы импульсных и дуговых ламп.

Технические параметры

Тип лампы Внешний диаметр, мм Внутренний диаметр, мм Общая длина лампы, мм Длина межэлектродного расстояния, мм
ИНП 6/90 8 6 240 90
ИНП 7/90 9 7 240 90
ИНП 6/120 8 6 270 120
ИНП 7/120 9 7 270 120
ИНП 6/60 8 6 215 60
ИНП 6/75 8 6 230 75

Технологии и применение

Лампы накачки широко используются для обработки различных материалов (металлов, керамики).

Твердотельные лазеры с ламповой накачкой применяются в промышленном оборудовании для сварки, наплавки, гравировки, резки, микрообработки.

Накачка лазера — процесс перекачки энергии внешнего источника в рабочую среду лазера. Поглощённая энергия переводит атомы рабочей среды в возбуждённое состояние. Когда число атомов в возбуждённом состоянии превышает количество атомов в основном состоянии, возникает инверсия населённости. В этом состоянии начинает действовать механизм вынужденного излучения и происходит излучение лазера или же оптическое усиление. Мощность накачки должна превышать порог генерации лазера. Энергия накачки может предоставляться в виде света, электрического тока, энергии химической или ядерной реакций, тепловой или механической энергии.

Содержание

Физика процесса [ править | править код ]

Классическая трёхуровневая система накачки рабочей среды используется, например, в рубиновом лазере. Рубин представляет собой кристалл корунда Al2O3, легированный небольшим количеством ионов хрома Cr 3+ , которые и являются источником лазерного излучения. Из-за влияния электрического поля кристаллической решётки корунда внешний энергетический уровень хрома E2 расщеплён (см. эффект Штарка). Именно это делает возможным использование немонохроматического излучения в качестве накачки. [1] При этом атом переходит из основного состояния с энергией E в возбуждённое с энергией около E2. В этом состоянии атом может находиться сравнительно недолго (порядка 10 −8 с), почти сразу происходит безызлучательный переход на уровень E1, на котором атом может находиться значительно дольше (до 10 −3 с), это так называемый метастабильный уровень. Возникает возможность осуществления индуцированного излучения под воздействием других случайных фотонов. Как только атомов, находящихся в метастабильном состоянии становится больше, чем в основном, начинается процесс генерации [2] [3] .

Читайте также:  Браузеры долго открывают страницы

Следует отметить, что создать инверсию населённостей атомов хрома Cr с помощью накачки непосредственно с уровня E на уровень E1 нельзя. Это связано с тем, что если поглощение и вынужденное излучение происходят между двумя уровнями, то оба эти процесса протекают с одинаковой скоростью. Поэтому в данном случае накачка может лишь уравнять населённости двух уровней, чего недостаточно для возникновения генерации [1] .

В некоторых лазерах, например в неодимовом, генерация излучения в котором происходит на ионах неодима Nd 3+ , используется четырёхуровневая схема накачки. Здесь между метастабильным E2 и основным уровнем E имеется промежуточный — рабочий уровень E1. Вынужденное излучение происходит при переходе атома между уровнями E2 и E1. Преимущество этой схемы заключается в том, что в данном случае легко выполнить условие инверсной населенности, так как время жизни верхнего рабочего уровня (E2) на несколько порядков больше времени жизни нижнего уровня (E1). Это значительно снижает требования к источнику накачки. [2] Кроме того, подобная схема позволяет создавать мощные лазеры, работающие в непрерывном режиме, что очень важно для некоторых применений. [4] Однако подобные лазеры обладают существенным недостатком в виде низкого квантового КПД, которое определяется как отношение энергии излученного фотона к энергии поглощенного фотона накачки (ηквантовое = hνизлучения/hνнакачки)

Оптическая накачка [ править | править код ]

Оптическая накачка лазера подразумевает наличие источника света, оптической системы для концентрации этого света на рабочем теле лазера и собственно рабочего тела лазера. Тип лампы и рабочее тело лазера должны подходить друг другу по спектрам излучения и поглощения соответственно. В качестве источника света обычно применяют:

Оптическая накачка лазера, как правило, производится с боковой стороны рабочей среды лазера. Лазеры чаще всего твердотельные (представлены в виде стержня из кристалла или активированного примесями стекла) или лазеры на красителях (в виде жидкого раствора красителя в стеклянной трубке или струи раствора красителя («поперечная прокачка»)). Для наиболее эффективного использования энергии излучения, лампа и активная среда находятся в полости с зеркальной поверхностью, которая направляет бо́льшую часть света лампы на рабочую среду. Для мощных лазеров с ламповой накачкой предусматривается жидкостное охлаждение. Полупроводниковые светоизлучающие приборы монтируются на теплоотводе.

Накачка лазера излучением другого лазера применяется, когда спектр или мощность излучения требуемого лазера не совпадает с доступными лазерами. В таком случае подбирается пара из доступного лазера и рабочего тела. Лазер освещает рабочее тело в своем спектре излучения, а рабочее тело излучает в требуемом спектре. Мощность излучения увеличивают облучая рабочее тело несколькими маломощными лазерами. Разновидность таких лазеров (твердотельный лазер с диодной накачкой, англ. DPSS ) получила широкое распространение в виде лазерных указок разнообразных цветов. Накачка лазером (а не обычным светодиодом) упрощает систему фокусировки излучения накачки на рабочем теле, уменьшая габариты и увеличивая КПД конструкции. В промышленности распространены мощные волоконные лазеры на аналогичном принципе.

Читайте также:  Ноут не видит беспроводные сети

Электрическая накачка [ править | править код ]

Непосредственная накачка лазеров электрическим током проработана для двух типов лазеров: газовых (электрическим разрядом в рабочем теле лазера) и полупроводниковых.

В газовых лазерах [ править | править код ]

Газовые лазеры обычно представляют собой стеклянную трубку, заполненную специальным газом или смесью газов. Под ударами электронов молекулы газа переходят в возбужденное состояние, высвобождая полученную энергию в виде фотонного излучения. Для возбуждения рабочей среды таких лазеров используются те же приемы что и для поджига обычных газоразрядных ламп:

  • Создание электрического разряда между электродами, введенными в трубку.
  • Возбуждение разряда в газе высокочастотными токами: индукционный и емкостный метод.
  • Возбуждение разряда в газе облучением СВЧ электромагнитным полем.

В полупроводниковых лазерах [ править | править код ]

Полупроводниковый лазер — полупроводниковый прибор, непосредственно в структуре которого возникает лазерное излучение под действием электрического тока. Для этого класса лазеров накачка электрическим током является основным методом.

Газодинамическая накачка [ править | править код ]

Газодинамический лазер состоит из сопла, через которое со сверхзвуковой скоростью (до 4 махов) выходит перегретый до полутора тысяч градусов газ. Мгновенное расширение и адиабатическое охлаждение газа оставляет в газе значительное количество молекул в возбужденном состоянии. Далее рабочее тело попадает в конструкцию, аналогичную газовым лазерам, где возбужденные молекулы переходят в основное состояние, участвуя в вынужденном излучении. Зачастую конструкция такого лазера основана на авиационных турбореактивных двигателях или ракетных двигателях. Газодинамический принцип накачки, несмотря на невысокий КПД, может давать лазерное излучение сверхвысоких энергий (до мегаватт) как в импульсном так и в непрерывном режимах. [5] [6] [7] [8] [9]

Химическая накачка [ править | править код ]

Лазеры с использованием энергии химической реакции — это разновидность газовых лазеров, через рабочую зону которых непрерывно прокачивают газообразные реагенты. При химической реакции между реагентами образуются молекулы в возбужденном состоянии, переходящие в основное состояние с испусканием фотона. Газовые лазеры могут давать большие мощности излучения при относительно компактных размерах. Одна из проблем газовых лазеров — плохая экологичность вследствие обильного токсичного выхлопа.

Ядерная накачка [ править | править код ]

Энергия ядерного взрыва является наиболее экзотическим способом накачки лазеров. Любое вещество в эпицентре взрыва превращается в плазму, которая, остывая, вновь образует атомы, но уже возбужденные. Если из исходного вещества предварительно изготовить длинный стержень, то в нём в направлении вдоль оси могут сформироваться условия для возникновения вынужденного излучения, генерируемого в результате перехода атомов в основное состояние. Очевидно, что подобный лазер импульсный и одноразовый. Огромная энергетика предопределяет рентгеновский диапазон излучения.

Ссылка на основную публикацию
Корпус нокиа 6500 классик
Цена со скидкой Гарантия 6 месяцев Еще фото: Корпус высокого качества класса ААА, для сотового телефона Nokia 6500 Classic. Цвет,...
Китайские планшеты 10 дюймов на андроиде
Cube iWork 10 Ultimate Планшет от компании Cube вполне отвечает понятию Ultimate, что означает максимальный. Это мощный и качественный планшетный...
Китайские программы для прошивки iphone
Apple — очень популярная, но при этом достаточно дорогая марка смартфонов, что приводит к постоянным попыткам со стороны пользователей где-то...
Корректировка стоимости номенклатуры при закрытии месяца ошибка
korrektirovka.jpg Похожие публикации С окончанием месяца подходит к концу и отчетный период, т. е. бухгалтеру предстоит подвести промежуточные итоги, оценить...
Adblock detector