레이저는 오랫동안 화학, 생물학, 의학, 공학, 과학 및 군사 분야에서 사용되는 편리한 도구였습니다.
레이저 기술이 발전함에 따라 레이저의 기술적 경제적 특성에 대한 관심이 커졌습니다. 레이저의 고효율성은 값 싸고 환경 친화적 인 에너지 원으로서의 열 핵융합 분야의 연구와 관련하여 근본적인 중요성을 확보했다. 열 핵융합은 수백만도에 달하는 고밀도 플라즈마에서 발생합니다. 플라즈마 가열의 유망한 방법 중 하나는 플라즈마 타겟에 고전력 레이저 펄스를 집중시키는 것입니다. 열 핵융합의 에너지가 열 핵 반응이 일어날 플라즈마를 생성하는 에너지 비용을 실질적으로 초과해야한다는 것이 분명하다. 그렇지 않으면, 그러한 과정은 경제적 이익을주지 못합니다. 높은 레이저 효율과 수용 가능한 성능 특성을 제공하는 건설적인 솔루션을 찾는 것은 아래에 설명 된 특유의 특징을 보여줍니다.
첫 번째 레이저를 만들 때 에너지 레벨의 역 인구 및 역 인구가있는 매체를 만들 가능성이있는 매체에서 광선을 증폭시키는 근본적인 가능성을 보여주는 것이 중요했습니다. "반전 모집단 (inverse population)"이란 용어는 한 쌍의 에너지 준위가 원자 수준의 전자 수가 낮은 원자의 에너지 스펙트럼에서 발생한다는 것을 의미합니다. 이 경우, 전송 된 방사선은 전자를 상위 레벨에서 하위 전자로 밀어 넣고 전자는 새로운 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 역 인구는 여러 가지 방법으로 달성된다 : 화학 공정, 가스 방전, 강력한 조사 등으로
제안 된 장치는 두 가지 특징으로 알려진 아날로그와 다르다.
첫 번째 특징은 펌프 램프가 작동 유체 외부가 아니라 내부에 위치한다는 것입니다. (그림 1)
이로써 작동 유체 (네오디뮴 유리)의 측면에 직접 반사 코팅을 적용 할 수있었습니다. 이 기능은 펌프 램프에서 약 4 배의 빛을 수집하는 효율을 증가 시켰습니다.
Fig. 도 2는 4 개의 램프를 갖는 펌핑 패턴을 도시한다.
이러한 방식에서, 각도 α를 갖는 섹터 내의 광선이 작업 몸체에 전혀 초점을 맞추지 못하고, 또한 램프 축에 대해 작은 각도로 진행하는 광선이 작업 바디 상에 떨어지지 않기 때문에 작업 몸체에서 빛을 수집하는 효율이 감소되고, 작업 몸체 영역의 램프 이미지가 작업 몸체의 크기를 초과합니다. 타원체의 반대 초점에서 점 광원의 광선 만 수집된다는 점을 상기하십시오. 마지막으로, 램프의 벽, 거울 및 작업 매체의 표면에서 부분적으로 산란하는 다중 반사는 또한 빛을 수집하는 효율을 감소시킵니다.
제안 된 기법에서, 거의 모든 광선은 반사체 내부에 고정되어있다. 필요한 펌핑 램프의 수를 줄임으로써 커패시터 뱅크의 부피와 중량이 4 배 감소했습니다. 또한 발전기 자체가보다 쉽고 소형화되었습니다.
두 번째 특징은 장치 공진기와 관련됩니다. 기존의 공진기는 두 개의 평행 거울로 이루어져 있으며 그 중 하나는 반투명이고 다른 하나는 불투명합니다. 이 장치에서, 불투명 한 거울은 경사 입사면을 갖는 유리 프리즘 형태의 코너 반사기로 대체된다. 입력면의 기울기는이면을 레이저 축에 대한 브루스터 각 (= 유리의 굴절률)에 배치 할 수 있습니다 (그림 3).
이 경우, 레이저 방사는 편광되고 프리즘의 입력면에서 반사되지 않습니다. 이 프리즘을 사용하는 주된 이점은 반사 된 빔이 입사 빔과 엄밀하게 평행하다는 것입니다. 공진기는 항상 튜닝 된 채로 있습니다. 동시에, 평행 거울을 갖는 종래의 공진기는 시간 소모적 인 미세 조정 (정렬)을 필요로한다. 반사 거울 코팅은 손상되기 쉽습니다. 프리즘에는 반사 코팅이 없습니다. 광선은 내부 전반사를 경험합니다.
조정 메커니즘의 설계에 주목하는 것은 흥미 롭습니다. (그림 4)
메커니즘은 유연한 요소 (검은 색)로 연결된 세 개의 패널 (색상으로 강조 표시됨)로 구성됩니다. 제 1 및 제 2 패널은 하부 수평 단부에서 연결된다. 두 번째 및 세 번째 패널은 왼쪽 수직 끝 부분에 연결됩니다. 이 설계는 수직 및 수평 축을 중심으로 제 3 패널에 대해 제 1 패널의 작은 회전에 대해 2 자유도를 제공한다. 정밀 회전을 위해 각 쌍의 패널은 차동 스크류로 연결됩니다. 나사의 절반에는 M4와 같은 나사가 있고 나머지 나사에는 나사 M5가 있습니다.이 나사의 피치는 ~ 100 μm 차이가 있습니다. 나사의 한 부분이 한 패널의 나사 구멍에 들어가고 다른 부품은 다른 패널의 나사 구멍에 들어갑니다.
스크류 헤드를 완전히 돌리면 패널 간의 거리가 100 마이크론만큼 바뀝니다. 또한,가요 성 요소는 패널을 서로 밀어 내고 백래쉬를 완전히 제거합니다. 극단 패널 중 하나는 광학 벤치에 견고하게 고정되어 있으며 다른 극단 패널에는 미러 또는 프리즘이 고정되어 있습니다. 조정은 편안하고 영원히 수행됩니다.
이러한 특징으로 인해 레이저는 현장 조건에서 특히 편리합니다.
