לייזר כבר זמן רב כלי נוח המשמש בכימיה, ביולוגיה, רפואה, הנדסה, מדע, ועניינים צבאיים.
כמו טכנולוגיית לייזר פיתחה, עניין המאפיינים הטכניים והכלכליים של לייזרים גדל. היעילות הגבוהה של הלייזר רכשה חשיבות בסיסית בקשר למחקר בתחום ההיתוך התרמו-גרעיני כמקור של אנרגיה זולה וידידותית לסביבה. היתוך תרמו-גרעיני מתרחש בפלזמה צפופה, מחוממת למאות מיליוני מעלות. אחת הדרכים המבטיחות של חימום פלזמה הוא התמקדות של הדופק לייזר גבוה על היעד פלזמה. ברור כי האנרגיה של היתוך תרמו-גרעיני צריך לעלות באופן משמעותי את עלויות האנרגיה של יצירת פלזמה שבה תגובות התרמו-גרעינית תתרחש. אחרת, תהליך כזה לא ייתן שום הטבות כלכליות. החיפוש אחר פתרון קונסטרוקטיבי שיספק יעילות לייזר גבוהה ומאפייני ביצועים מקובלים גילה את התכונות הייחודיות המתוארות להלן.
בעת יצירת הלייזרים הראשונים, חשוב היה להראות את האפשרות הבסיסית של הגברת קרן האור במדיום עם האוכלוסייה ההופכית של רמות האנרגיה ואת האפשרות של יצירת מדיום עם אוכלוסייה הפוכה. המונח "אוכלוסייה הפוכה" פירושו כי זוג של רמות אנרגיה מתרחשת בספקטרום האנרגיה של אטום שבו מספר האלקטרונים ברמה העליונה גדול יותר מאשר התחתון. במקרה זה, הקרינה המועברת דוחפת את האלקטרונים מן המפלס העליון אל החלק התחתון והאלקטרונים משחררים את האנרגיה שלהם בצורה של פוטונים חדשים. אוכלוסייה הפוכה מושגת בדרכים שונות: בתהליכים כימיים, בהזרמת גז, בשל הקרנה חזקה וכו '.
המכשיר המוצע שונה מן האנלוגים ידוע על ידי שתי תכונות.
התכונה הראשונה היא כי המנורה משאבה אינו ממוקם מחוץ נוזל עובד, אבל בתוכו. (Pic 1)
זה איפשר להחיל ציפוי רפלקטיבי ישירות על פני השטח לרוחב של נוזל עובד (זכוכית neodymium). תכונה זו הגדילה את היעילות של איסוף אור מנורת משאבה על 4 פעמים.
לשם השוואה באיור. 2 מציג תבנית שאיבה עם ארבע מנורות.
היעילות של איסוף אור על הגוף עובד מצטמצם כזה תוכנית בשל העובדה כי קרניים בענף עם זווית α לא להתמקד בגוף עובד בכלל, יתר על כן, הקרניים הולך בזווית קטנה לציר המנורה לא נופלים על הגוף עובד, יתר על כן, הדימוי של המנורה באזור גוף העבודה עולה על גודל הגוף העובד. נזכיר כי רק קרניים ממקור נקודה נאספים על המוקד השני של האליפסואיד. לבסוף, השתקפויות מרובות עם פיזור חלקי מקירות המנורה, מהמראה וממדיום המדיום העובד גם מפחיתות את יעילות איסוף האור.
בתוכנית המוצעת, כמעט כל הקרניים נעולות בתוך רפלקטור. כתוצאה מהפחתת מספר מנורות השאיבה הנדרשות, נפחו נפח ומשקל בנק הקבלים פי 4. בנוסף, הגנרטור עצמו הפך להיות קל וקומפקטי יותר.
התכונה השנייה מתייחסת מהוד המכשיר. מהוד קונבנציונאלי מורכב משני מראות מקבילות, שאחת מהן שקופה והאטומה האחרת. במתקן זה, המראה האטומה מוחלפת במראה משקף פינה בצורת מנסרה מזכוכית עם פנים כניסה משופעים. שיפוע הפנים הקלט מאפשר את הפנים להיות ממוקם בזווית Brewster (; הוא המדד השבירה של הזכוכית) לציר לייזר (איור 3).
במקרה זה, קרינת הלייזר מקוטבת ואינה משתקפת מקלט ההזנה של הפריזמה. היתרון העיקרי של שימוש זה פריזמה היא כי קרן משתקף מקביל לחלוטין את הקורה האירוע. מהוד תמיד נשאר מכוון. במקביל, מהוד קונבנציונאלי עם מראות מקבילות דורש זמן רב כוונון עדין (יישור). ציפוי מראה רפלקטיבית קל לנזק. פריזמה אין ציפוי רעיוני. הקרן חווה השתקפות פנימית מוחלטת.
מעניין לציין את העיצוב של מנגנון ההתאמה. (תמונה 4)
המנגנון מורכב משלושה פאנלים (מודגשים בצבע), מחוברים על ידי אלמנטים גמישים (שחור). הפאנל הראשון והשני מחוברים בקצות האופק התחתונים. הפאנל השני והשלישי מחוברים על הקצה האנכי השמאלי. עיצוב זה נותן שתי דרגות חופש לתורים קטנים של הפאנל הראשון ביחס לפאנל השלישי סביב הצירים האנכיים והאופקיים. עבור סיבוב דיוק, כל זוג של לוחות מחובר באמצעות בורג דיפרנציאלי. חצי מהבורג יש חוט, למשל, M4, ואת המחצית השנייה של הבורג יש M5 חוט. המגרש של הנושאים האלה שונה על ידי 100 מיקרומטר ~. חלק אחד של הבורג נכנס חור משורשר בפאנל אחד, והשני לתוך חור משורשר בלוח אחר.
סיבוב הראש בורג סיבוב מלא תשנה את המרחק בין לוחות על ידי רק 100 מיקרון. בנוסף, אלמנטים גמישים לדחוף את לוחות אחד לשני, לבטל לחלוטין תגובה חריפה. אחד הפאנלים הקיצוניים הוא קבוע בנוקשות על הספסל אופטי, מראה או פריזמה קבוע על לוח קיצוני אחר. ההתאמה מתבצעת בצורה נוחה לנצח.
תכונות אלה הופכות את הלייזר נוח במיוחד בתנאי השטח.
