الليزر محلي الصنع - أسطورة أم حقيقة؟ نصنع ليزر احتراق قوي من محرك أقراص DVD بأيدينا.

الصفحة الرئيسية

مضخات الآبار

سنتحدث اليوم عن كيفية صنع ليزر أخضر أو أزرق قوي في المنزل من مواد مرتجلة بيديك. سننظر أيضًا في الرسومات والمخططات وجهاز مؤشرات الليزر محلية الصنع مع حزمة الإشعال ومدى يصل إلى 20 كم.

أساس جهاز الليزر هو مولد الكم البصري ، والذي ينتج شعاع ليزر باستخدام طاقة كهربائية أو حرارية أو كيميائية أو غيرها من الطاقة.

يعتمد تشغيل الليزر على ظاهرة الإشعاع المحفز (المستحث). يمكن أن يكون إشعاع الليزر مستمرًا ، بقوة ثابتة ، أو نبضيًا ، ويصل إلى قوى ذروة عالية للغاية. جوهر الظاهرة هو أن الذرة المثارة قادرة على إصدار فوتون تحت تأثير فوتون آخر دون امتصاصه ، إذا كانت طاقة الأخير مساوية للاختلاف في طاقات مستويات الذرة قبل وبعد إشعاع. في هذه الحالة ، يكون الفوتون المنبعث متماسكًا مع الفوتون الذي تسبب في الإشعاع ، أي أنه نسخته الدقيقة. هذه هي الطريقة التي يتم بها تضخيم الضوء. تختلف هذه الظاهرة عن الانبعاث التلقائي ، حيث يكون للفوتونات المنبعثة اتجاهات عشوائية للانتشار والاستقطاب والطور.
إن احتمال أن يتسبب الفوتون العشوائي في انبعاث محفز لذرة مثارة يساوي تمامًا احتمال امتصاص ذرة لهذا الفوتون في حالة غير مستثارة. لذلك ، لتضخيم الضوء ، من الضروري أن يكون هناك ذرات أكثر إثارة في الوسط من الذرات غير المستثارة. في حالة التوازن ، لا يتم استيفاء هذه الحالة ، لذلك يتم استخدام أنظمة مختلفة لضخ الوسط النشط بالليزر (بصري ، كهربائي ، كيميائي ، إلخ). في بعض المخططات ، يتم استخدام عنصر العمل في الليزر كمضخم ضوئي للإشعاع من مصدر آخر.

لا يوجد تدفق خارجي للفوتون في المولد الكمي ؛ يتم إنشاء السكان العكسيين بداخله بمساعدة مصادر المضخات المختلفة. اعتمادًا على المصادر ، هناك طرق ضخ مختلفة:
بصري - مصباح فلاش قوي ؛
تصريف الغاز في مادة العمل (وسط نشط) ؛
حقن (نقل) الحاملات الحالية في أشباه الموصلات في المنطقة
انتقالات p-n
الإثارة الإلكترونية (تشعيع الفراغ لأشباه الموصلات النقية بتيار من الإلكترونات) ؛
حراري (تسخين الغاز مع التبريد السريع اللاحق ؛
مادة كيميائية (باستخدام طاقة التفاعلات الكيميائية) وبعضها الآخر.

المصدر الأساسي للتوليد هو عملية الانبعاث التلقائي ، وبالتالي ، لضمان استمرارية أجيال الفوتون ، من الضروري الحصول على ردود فعل إيجابية ، بسبب أن الفوتونات المنبعثة تتسبب في أعمال لاحقة من الانبعاث المحفّز. للقيام بذلك ، يتم وضع وسيط الليزر النشط في مرنان بصري. في أبسط الحالات ، تتكون من مرآتين ، إحداهما شفافة - يخرج شعاع الليزر جزئيًا من الرنان من خلاله.

انعكاسًا من المرايا ، تمر حزمة الإشعاع بشكل متكرر عبر الرنان ، مما يتسبب في حدوث انتقالات مستحثة فيه. يمكن أن يكون الإشعاع إما مستمرًا أو نبضيًا. في الوقت نفسه ، باستخدام أجهزة مختلفة لإيقاف التشغيل بسرعة وعند التغذية المرتدة وبالتالي تقليل فترة النبض ، من الممكن تهيئة الظروف لتوليد إشعاع ذي طاقة عالية جدًا - هذه هي ما يسمى بالنبضات العملاقة. يسمى هذا الوضع من التشغيل بالليزر وضع Q-switched.
شعاع الليزر هو شعاع ضوئي ضيق متماسك أحادي اللون ومستقطب. باختصار ، هذا شعاع من الضوء لا ينبعث فقط من مصادر متزامنة ، ولكن أيضًا في نطاق ضيق جدًا وموجه. نوع من التدفق الضوئي شديد التركيز.

يكون الإشعاع الذي يولده الليزر أحادي اللون ، واحتمال إصدار فوتون بطول موجة معين أكبر من احتمالية إصدار فوتون متقارب الطول مرتبط بتوسيع الخط الطيفي ، كما أن احتمالية حدوث انتقالات مستحثة عند هذا التردد لها حد أقصى . لذلك ، تدريجياً في عملية التوليد ، ستهيمن الفوتونات ذات الطول الموجي المعين على جميع الفوتونات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للترتيب الخاص للمرايا ، يتم تخزين الفوتونات التي تنتشر في اتجاه موازٍ للمحور البصري للرنان على مسافة صغيرة منه في حزمة الليزر ، بينما تترك بقية الفوتونات حجم الرنان بسرعة . وبالتالي ، فإن شعاع الليزر له زاوية اختلاف صغيرة جدًا. أخيرًا ، شعاع الليزر له استقطاب محدد بدقة. للقيام بذلك ، يتم إدخال مستقطبات مختلفة في الرنان ، على سبيل المثال ، يمكن أن تكون ألواح زجاجية مسطحة مثبتة بزاوية بروستر في اتجاه انتشار شعاع الليزر.

يعتمد مائع العمل المستخدم في الليزر على الطول الموجي للعمل ، بالإضافة إلى خصائص أخرى. يتم "ضخ" الجسم العامل بالطاقة للحصول على تأثير انعكاس مجتمع الإلكترون ، والذي يتسبب في انبعاث محفز للفوتونات وتأثير التضخيم البصري. إن أبسط شكل من أشكال الرنان البصري هو مرآتان متوازيتان (قد يكون هناك أيضًا أربعة أو أكثر) تقعان حول الجسم العامل لليزر. تنعكس المرايا على الإشعاع المحفز لجسم العمل ويتم تضخيمه مرة أخرى. حتى لحظة الخروج إلى الخارج ، يمكن أن تنعكس الموجة عدة مرات.

لذا ، دعونا نصوغ الشروط اللازمة لإيجاد مصدر ضوء متماسك بإيجاز:

أنت بحاجة إلى مادة عمل ذات كثافة سكانية معكوسة. عندها فقط يمكن الحصول على تضخيم الضوء بسبب التحولات القسرية ؛
يجب وضع مادة العمل بين المرايا التي تقدم تغذية راجعة ؛
الكسب الذي تعطيه مادة العمل ، مما يعني أن عدد الذرات أو الجزيئات المثارة في مادة العمل يجب أن يكون أكبر من قيمة العتبة ، والتي تعتمد على معامل الانعكاس لمرآة الخرج.

يمكن استخدام الأنواع التالية من الهيئات العاملة في تصميم الليزر:

سائل. يتم استخدامه كسائل عامل ، على سبيل المثال ، في صبغ الليزر. تشتمل التركيبة على مذيب عضوي (ميثانول ، إيثانول أو إيثيلين جلايكول) ، حيث يتم إذابة الأصباغ الكيميائية (الكومارين أو الرودامين). يتم تحديد الطول الموجي التشغيلي لليزر السائل من خلال تكوين جزيئات الصبغة المستخدمة.

غازات. على وجه الخصوص ، ثاني أكسيد الكربون أو الأرجون أو الكريبتون أو مخاليط الغاز ، كما هو الحال في ليزر الهيليوم والنيون. غالبًا ما يتم "ضخ" طاقة هذه الليزرات بمساعدة التفريغ الكهربائي.
المواد الصلبة (البلورات والنظارات). يتم تنشيط المادة الصلبة لهذه الأجسام العاملة (خليط) عن طريق إضافة كمية صغيرة من أيونات الكروم أو النيوديميوم أو الإربيوم أو التيتانيوم. البلورات المستخدمة بشكل شائع هي عقيق الإيتريوم ، وفلوريد الليثيوم الإيتريوم ، والياقوت (أكسيد الألومنيوم) ، وزجاج السيليكات. عادةً ما يتم "ضخ" ليزر الحالة الصلبة بمصباح وميض أو ليزر آخر.

أشباه الموصلات. مادة يمكن أن يكون فيها انتقال الإلكترونات بين مستويات الطاقة مصحوبًا بالإشعاع. ليزر أشباه الموصلات مضغوط للغاية ، "يتم ضخه" بالتيار الكهربائي ، مما يسمح باستخدامه في الأجهزة الاستهلاكية مثل مشغلات الأقراص المضغوطة.

لتحويل مكبر الصوت إلى مولد ، تحتاج إلى تنظيم الملاحظات. في الليزر ، يتم تحقيق ذلك من خلال وضع المادة الفعالة بين الأسطح العاكسة (المرايا) ، والتي تشكل ما يسمى بـ "الرنان المفتوح" نظرًا لحقيقة أن جزءًا من الطاقة المنبعثة من المادة الفعالة ينعكس من المرايا ويعود مرة أخرى للمادة الفعالة.

تُستخدم التجاويف البصرية من أنواع مختلفة في الليزر - مع المرايا المسطحة ، الكروية ، مجموعات مسطحة وكروية ، إلخ. في التجاويف الضوئية التي توفر تغذية راجعة في الليزر ، فقط أنواع معينة من تذبذبات المجال الكهرومغناطيسي ، والتي تسمى التذبذبات أو الأوضاع الطبيعية من الرنان ، يمكن أن يكون متحمسًا.

تتميز الأوضاع بالتردد والشكل ، أي بالتوزيع المكاني للاهتزازات. في الرنان ذي المرايا المسطحة ، تكون أنواع التذبذبات المقابلة للموجات المستوية المنتشرة على طول محور الرنان متحمسًا في الغالب. لا يتردد صدى نظام من مرآتين متوازيتين إلا عند ترددات معينة - كما يؤدي في الليزر الدور الذي تلعبه الدائرة التذبذبية في المولدات التقليدية منخفضة التردد.

يعد استخدام مرنان مفتوح (بدلاً من مرنان مغلق - تجويف معدني مغلق - من سمات نطاق الميكروويف) أمرًا أساسيًا ، لأنه في النطاق البصري ، يكون الرنان ذو الأبعاد L =؟ (L هو الحجم المميز للرنان ،؟ هو الطول الموجي) ببساطة لا يمكن صنعه ، وبالنسبة لـ L >>؟ يفقد الرنان المغلق خصائص الرنين حيث يصبح عدد أنماط التذبذب المحتملة كبيرًا لدرجة أنها تتداخل.

يقلل غياب الجدران الجانبية بشكل كبير من عدد الأنواع الممكنة من التذبذبات (الأنماط) نظرًا لحقيقة أن الموجات التي تنتشر بزاوية على محور الرنان تتجاوز بسرعة حدودها ، وتجعل من الممكن الحفاظ على خصائص الرنان عند لام >>؟. ومع ذلك ، فإن الرنان في الليزر لا يوفر فقط تغذية مرتدة من خلال إعادة الإشعاع المنعكس من المرايا إلى المادة الفعالة ، ولكنه يحدد أيضًا طيف إشعاع الليزر وخصائص طاقته واتجاهية الإشعاع.
في أبسط تقريب لموجة مستوية ، فإن حالة الرنين في مرنان مع مرايا مسطحة هي أن عددًا صحيحًا من نصف الموجات يتناسب مع طول الرنان: L = q (؟ / 2) (q هو عدد صحيح) ، مما يؤدي إلى تعبير عن تردد نوع التذبذب مع الفهرس q:؟ q = q (C / 2L). نتيجة لذلك ، فإن طيف الانبعاث لـ L ، كقاعدة عامة ، هو مجموعة من الخطوط الطيفية الضيقة ، الفترات الفاصلة بينها متساوية وتساوي c / 2L. يعتمد عدد الخطوط (المكونات) لطول معين L على خصائص الوسط النشط ، أي على طيف الانبعاث التلقائي عند الانتقال الكمي المستخدم ، ويمكن أن يصل إلى عدة عشرات ومئات. في ظل ظروف معينة ، اتضح أنه من الممكن عزل مكون طيفي واحد ، أي تنفيذ نظام توليد أحادي الأسلوب. يتم تحديد العرض الطيفي لكل مكون من خلال فقد الطاقة في الرنان ، وقبل كل شيء ، عن طريق نقل الضوء وامتصاصه بواسطة المرايا.

ملف تعريف التردد للكسب في وسط العمل (يتم تحديده من خلال عرض وشكل خط وسيط العمل) ومجموعة الترددات الطبيعية للرنان المفتوح. بالنسبة إلى الرنانات المفتوحة ذات عامل الجودة العالي المستخدم في الليزر ، فإن عرض النطاق الترددي للتجويف ، الذي يحدد عرض منحنيات الرنين للأنماط الفردية ، وحتى المسافة بين الأوضاع المتجاورة ، يصبح أصغر من الكسب linewidth ؟؟ h ، وحتى في ليزر الغاز ، حيث يكون توسيع الخط ضئيلًا. لذلك ، تقع عدة أنواع من اهتزازات الرنان في دائرة التضخيم.

وبالتالي ، فإن الليزر لا يولد بالضرورة بتردد واحد ؛ وفي أغلب الأحيان ، على العكس من ذلك ، يحدث التوليد في وقت واحد عند عدة أنواع من التذبذبات ، ما هو الكسب؟ المزيد من الخسائر في الرنان. لكي يعمل الليزر بتردد واحد (في وضع التردد المفرد) ، من الضروري عادةً اتخاذ تدابير خاصة (على سبيل المثال ، زيادة الخسائر ، كما هو موضح في الشكل 3) أو تغيير المسافة بين المرايا بحيث موضة واحدة فقط. نظرًا لأنه في البصريات ، كما هو مذكور أعلاه ، يتم تحديد تردد التوليد في الليزر بشكل أساسي بواسطة تردد الرنان ، فمن الضروري تثبيت الرنان من أجل الحفاظ على استقرار تردد التوليد. لذلك ، إذا كان الكسب في مادة العمل يغطي الخسائر في الرنان لأنواع معينة من التذبذبات ، يحدث التوليد عليها. البذرة لحدوثه ، كما هو الحال في أي مولد ، ضوضاء ، وهي انبعاث تلقائي في أشعة الليزر.
لكي ينبعث الوسيط النشط ضوءًا أحادي اللون متماسكًا ، من الضروري تقديم ملاحظات ، أي إرسال جزء من تدفق الضوء المنبعث من هذا الوسط إلى الوسط للانبعاثات المحفزة. يتم تنفيذ التغذية الراجعة الإيجابية باستخدام الرنانات الضوئية ، والتي تكون في الإصدار الأولي عبارة عن مرآتين متحد المحور (متوازيًا وعلى طول نفس المحور) ، إحداهما شفافة والأخرى "صماء" ، أي تعكس تدفق الضوء تمامًا. يتم وضع مادة العمل (الوسط النشط) ، التي يتم فيها إنشاء السكان العكسيين ، بين المرايا. يمر الإشعاع المحفز عبر الوسط النشط ، ويتم تضخيمه ، وينعكس من المرآة ، ويمر مرة أخرى عبر الوسط ، ويتم تضخيمه بشكل أكبر. من خلال مرآة شفافة ، ينبعث جزء من الإشعاع في الوسط الخارجي ، وينعكس الجزء مرة أخرى في الوسط ويتم تضخيمه مرة أخرى. في ظل ظروف معينة ، سيبدأ تدفق الفوتون داخل مادة العمل في النمو مثل الانهيار الجليدي ، وسيبدأ توليد ضوء أحادي اللون متماسك.

إن مبدأ تشغيل الرنان البصري ، وهو العدد السائد لجسيمات مادة العمل ، التي تمثلها الدوائر الضوئية ، في الحالة الأرضية ، أي عند مستوى الطاقة الأدنى. فقط عدد قليل من الجسيمات ، التي تمثلها الدوائر المظلمة ، هي في حالة الإثارة الإلكترونية. عندما تتعرض مادة العمل لمصدر ضخ ، ينتقل العدد الرئيسي للجسيمات إلى حالة الإثارة (زاد عدد الدوائر المظلمة) ، ويتم إنشاء مجموعة عكسية. علاوة على ذلك (الشكل 2 ج) ، يحدث انبعاث تلقائي لبعض الجسيمات في حالة الإثارة الإلكترونية. سيترك الإشعاع الموجه بزاوية على محور الرنان مادة العمل والرنان. سيقترب الإشعاع الموجه على طول محور الرنان من سطح المرآة.

في المرآة شبه الشفافة ، سيمر جزء من الإشعاع من خلالها إلى البيئة ، وسينعكس جزء منه ثم يتم توجيهه مرة أخرى إلى مادة العمل ، بما في ذلك الجسيمات في حالة الإثارة في عملية الانبعاث المحفّز.

في مرآة "الصم" ، سينعكس تدفق الأشعة بالكامل ويمر مرة أخرى عبر مادة العمل ، مما يؤدي إلى إشعاع جميع الجسيمات المتحمسة المتبقية ، مما يعكس الموقف عندما تتخلى جميع الجسيمات المثارة عن طاقتها المخزنة ، وعند خرج الرنان ، على جانب المرآة شبه الشفافة ، تم تشكيل تدفق قوي للإشعاع المستحث.

تشمل العناصر الهيكلية الرئيسية لليزر مادة عاملة بمستويات طاقة معينة من الذرات والجزيئات المكونة لها ، ومصدر المضخة الذي يخلق مجموعة عكسية في مادة العمل ، ومرنان بصري. يوجد عدد كبير من أنواع الليزر المختلفة ، لكن جميعها لها نفس ، علاوة على ذلك ، مخطط دائرة بسيط للجهاز ، كما هو موضح في الشكل. 3.

الاستثناء هو ليزر أشباه الموصلات نظرًا لخصوصياتها ، نظرًا لأن لديها كل شيء خاص: فيزياء العمليات وطرق الضخ والتصميم. أشباه الموصلات هي تشكيلات بلورية. في ذرة منفصلة ، تأخذ طاقة الإلكترون قيمًا منفصلة محددة بدقة ، وبالتالي يتم وصف حالات طاقة الإلكترون في الذرة من حيث المستويات. في بلورة أشباه الموصلات ، تشكل مستويات الطاقة نطاقات طاقة. في أشباه الموصلات النقية التي لا تحتوي على أي شوائب ، يوجد نطاقتان: ما يسمى بنطاق التكافؤ ونطاق التوصيل الموجود فوقه (على مقياس الطاقة).

بينهما فجوة في قيم الطاقة المحرمة ، والتي تسمى فجوة النطاق. عند درجة حرارة أشباه الموصلات تساوي الصفر المطلق ، يجب ملء نطاق التكافؤ بالكامل بالإلكترونات ، ويجب أن يكون نطاق التوصيل فارغًا. في الظروف الحقيقية ، تكون درجة الحرارة دائمًا فوق الصفر المطلق. لكن زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى الإثارة الحرارية للإلكترونات ، بعضها يقفز من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل.

نتيجة لهذه العملية ، يظهر عدد معين (صغير نسبيًا) من الإلكترونات في نطاق التوصيل ، وسيكون العدد المقابل من الإلكترونات مفقودًا في نطاق التكافؤ حتى يتم ملؤه تمامًا. يتم تمثيل شاغر الإلكترون في نطاق التكافؤ بجسيم موجب الشحنة ، والذي يسمى ثقب. يعتبر الانتقال الكمي للإلكترون عبر فجوة النطاق من أسفل إلى أعلى بمثابة عملية لتوليد زوج من ثقب الإلكترون ، مع تركيز الإلكترونات عند الحافة السفلية لفرقة التوصيل ، وثقوب في الحافة العلوية لفرقة التكافؤ. التحولات عبر المنطقة المحرمة ممكنة ليس فقط من أسفل إلى أعلى ، ولكن أيضًا من أعلى إلى أسفل. تسمى هذه العملية إعادة تركيب ثقب الإلكترون.

عندما يتم تشعيع أشباه الموصلات النقية بضوء تتجاوز طاقة الفوتون إلى حد ما فجوة النطاق ، يمكن أن تحدث ثلاثة أنواع من تفاعل الضوء مع مادة ما في بلورة أشباه الموصلات: الامتصاص ، والانبعاث التلقائي ، والانبعاث المحفز للضوء. النوع الأول من التفاعل ممكن عندما يمتص فوتون بواسطة إلكترون يقع بالقرب من الحافة العلوية لفرقة التكافؤ. في هذه الحالة ، ستصبح قوة طاقة الإلكترون كافية للتغلب على فجوة النطاق ، وستقوم بانتقال كمي إلى نطاق التوصيل. يكون الانبعاث التلقائي للضوء ممكنًا عندما يعود الإلكترون تلقائيًا من نطاق التوصيل إلى نطاق التكافؤ مع انبعاث كمية الطاقة - الفوتون. يمكن أن يبدأ الإشعاع الخارجي في الانتقال إلى نطاق التكافؤ للإلكترون الموجود بالقرب من الحافة السفلية لنطاق التوصيل. ستكون نتيجة هذا النوع الثالث من تفاعل الضوء مع مادة أشباه الموصلات هي ولادة فوتون ثانوي ، متطابق في معاملاته واتجاه حركته للفوتون الذي بدأ الانتقال.

لتوليد إشعاع الليزر ، من الضروري إنشاء مجموعة عكسية من "مستويات العمل" في أشباه الموصلات - لإنشاء تركيز عالٍ بدرجة كافية من الإلكترونات عند الحافة السفلية لنطاق التوصيل ، وبالتالي ، تركيز عالٍ من الثقوب عند الحافة من فرقة التكافؤ. لهذه الأغراض ، عادةً ما تستخدم ليزر أشباه الموصلات النقية الضخ بحزمة إلكترونية.

مرايا الرنان هي الحواف المصقولة لبلورة أشباه الموصلات. عيب مثل هذه الليزرات هو أن العديد من مواد أشباه الموصلات تولد إشعاع الليزر فقط في درجات حرارة منخفضة للغاية ، وقصف بلورات أشباه الموصلات بواسطة حزمة إلكترونية يتسبب في تسخينها بقوة. يتطلب ذلك أجهزة تبريد إضافية ، مما يعقد تصميم الجهاز ويزيد من أبعاده.

تختلف خصائص أشباه الموصلات المخدرة اختلافًا كبيرًا عن خصائص أشباه الموصلات النقية غير المشبعة. هذا يرجع إلى حقيقة أن ذرات بعض الشوائب تتبرع بسهولة بأحد إلكتروناتها إلى نطاق التوصيل. تسمى هذه الشوائب شوائب المتبرع ، ويطلق على أشباه الموصلات التي تحتوي على هذه الشوائب اسم n-semiconductor. على العكس من ذلك ، فإن ذرات الشوائب الأخرى تلتقط إلكترونًا واحدًا من نطاق التكافؤ ، وتكون هذه الشوائب متقبلًا ، وأشباه الموصلات مع هذه الشوائب هي أشباه الموصلات p. يقع مستوى طاقة ذرات الشوائب داخل فجوة النطاق: بالنسبة لأشباه الموصلات n فهي ليست بعيدة عن الحافة السفلية لنطاق التوصيل ، أما بالنسبة لأشباه الموصلات فهي قريبة من الحافة العلوية لفرقة التكافؤ.

إذا تم إنشاء جهد كهربائي في هذه المنطقة بحيث يكون هناك قطب موجب على جانب أشباه الموصلات p وقطب سالب على جانب أشباه الموصلات n ، ثم تحت تأثير المجال الكهربائي ، الإلكترونات من n - سينتقل (حقن) أشباه الموصلات والثقوب من أشباه الموصلات p إلى منطقة rn - الانتقال.

أثناء إعادة تركيب الإلكترونات والثقوب ، ستنبعث الفوتونات ، وفي وجود مرنان بصري ، يمكن توليد إشعاع الليزر.

مرايا الرنان البصري هي الوجوه المصقولة لبلورة أشباه الموصلات ، وهي موجهة بشكل عمودي على مستوى الوصلة pn. تتميز هذه الليزرات بالتصغير ، حيث يمكن أن تكون أبعاد العنصر النشط أشباه الموصلات حوالي 1 مم.

اعتمادًا على الميزة قيد الدراسة ، يتم تقسيم جميع أنواع الليزر على النحو التالي).

العلامة الأولى. من المعتاد التمييز بين مضخمات الليزر والمولدات. في مكبرات الصوت ، يتم توفير إشعاع ليزر ضعيف عند المدخلات ، وعند الخرج يتم تضخيمه بالمقابل. لا يوجد إشعاع خارجي في المولدات ؛ ينشأ في مادة العمل بسبب الإثارة بمساعدة مصادر المضخات المختلفة. جميع أجهزة الليزر الطبية مولدات.

العلامة الثانية هي الحالة المادية لمادة العمل. وفقًا لهذا ، يتم تقسيم الليزر إلى الحالة الصلبة (الياقوت ، الياقوت ، إلخ) ، الغاز (الهيليوم-النيون ، الهيليوم-الكادميوم ، الأرجون ، ثاني أكسيد الكربون ، إلخ) ، السائل (سائل عازل مع شوائب تعمل ذرات نادرة معادن الأرض) وأشباه الموصلات (الزرنيخيد - الجاليوم ، الزرنيخيد - الفوسفيد - الغاليوم ، سيلينيد الرصاص ، إلخ).

طريقة إثارة مادة العمل هي السمة المميزة الثالثة لليزر. اعتمادًا على مصدر الإثارة ، يوجد ليزر مع ضخ بصري ، مع ضخ بسبب تفريغ الغاز ، والإثارة الإلكترونية ، وحقن حامل الشحنة ، مع ضخ حراري وكيميائي ، وغيرها.

طيف انبعاث الليزر هو العلامة التالية على التصنيف. إذا كان الإشعاع يتركز في نطاق ضيق من الطول الموجي ، فمن المعتاد اعتبار الليزر أحادي اللون ويشار إلى الطول الموجي المحدد في بياناته الفنية ؛ إذا كان في نطاق واسع ، فيجب اعتبار الليزر نطاقًا عريضًا ويجب الإشارة إلى مدى الطول الموجي.

وفقًا لطبيعة الطاقة المنبعثة ، يتم تمييز الليزر النبضي وليزر الموجة المستمرة. لا ينبغي الخلط بين مفاهيم الليزر النبضي والليزر مع تعديل التردد للإشعاع المستمر ، لأنه في الحالة الثانية نحصل ، في الواقع ، على إشعاع متقطع بترددات مختلفة. تتمتع الليزر النبضي بقدرة عالية في نبضة واحدة تصل إلى 10 وات ، في حين أن متوسط قدرة النبضة ، التي تحددها الصيغ المقابلة ، منخفض نسبيًا. بالنسبة لليزر cw مع تعديل التردد ، تكون الطاقة في ما يسمى بالنبض أقل من قوة الإشعاع المستمر.

وفقًا لمتوسط طاقة الإشعاع الناتج (ميزة التصنيف التالية) ، يتم تقسيم الليزر إلى:

طاقة عالية (قوة إشعاع كثافة التدفق على سطح جسم أو جسم بيولوجي - أكثر من 10 واط / سم 2) ؛

طاقة متوسطة (قوة إشعاع كثافة التدفق - من 0.4 إلى 10 واط / سم 2) ؛

منخفضة الطاقة (قوة إشعاع كثافة التدفق - أقل من 0.4 وات / سم 2).

لينة (التعرض للطاقة الناتجة - E أو كثافة تدفق الطاقة على السطح المشع - حتى 4 ميجاوات / سم 2) ؛

متوسط (E - من 4 إلى 30 ميغاواط / سم 2) ؛

صعب (E - أكثر من 30 ميغاواط / سم 2).

وفقًا للمعايير والقواعد الصحية لتصميم وتشغيل الليزر رقم 5804-91 ، وفقًا لدرجة خطورة الإشعاع المتولد عن العاملين ، يتم تقسيم الليزر إلى أربع فئات.

تشتمل أنواع الليزر من الدرجة الأولى على مثل هذه الأجهزة التقنية ، والتي لا تشكل الإشعاعات المتوازنة (المحتواة بزاوية صلبة محدودة) خطرًا عند تعرضها للإشعاع لعيون وجلد الشخص.

الليزر من الدرجة الثانية عبارة عن أجهزة يكون ناتجها من الإشعاع خطيرًا عند تعرضه للعين بواسطة الإشعاع المباشر والانعكاس المرآوي.

الليزر من الفئة الثالثة عبارة عن أجهزة يكون ناتجها إشعاعيًا خطيرًا عندما تتعرض العينان للانعكاس المباشر والمنعكس ، وكذلك الإشعاع المنعكس بشكل منتشر على مسافة 10 سم من سطح عاكس بشكل منتشر ، و (أو) عندما يتعرض الجلد لتوجيه الإشعاع المنعكس بشكل مرآوي.

ليزر الفئة 4 عبارة عن أجهزة يكون إشعاع ناتجها خطيرًا عندما يتعرض الجلد لإشعاع منعكس بشكل منتشر على مسافة 10 سم من سطح عاكس بشكل منتشر.