لیزر ها
لیزر وسیله ایست که در طی فرآیند تقویت اپتیکی بر پایه تابش القایی الکترومغناطیسی نور تولید می کند. لیزر نسبت به سایر منابع نوری در همدوسی متفاوت است. همدوسی فضایی به لیزر اجازه می دهد تا در نقطه کوچکی متمرکز شود و و کاربرد هایی همچون برش، حکاکی و لیتوگرافی را ممکن سازد. همچنین همدوسی فضایی به پرتو لیزر اجازه می دهد در فاصله زیادی موازی بماند که در نتیجه کاربرد هایی همچون فاصله یابی و لیدار را ممکن می سازد. همدوسی فضایی اجازه تولید نور با طیف بسیار نازک یا طیف بسیار پهن و پهنای زمانی بسیار کم در بازه فمتو ثانیه را می دهد.
لیزر حالت جامد پیوسته
عموما محیط فعال لیزرهای حالت جامد شامل یک شیشه یا بلور می باشد که دارای ناخالصی های نئودمیوم، کروم، اربیوم و … می باشد. ناخالصی هایی که به این بلور ها اضافه می شوند از خاک ها نادر هستند چون حالت برانگیخته این یون ها به نوسان های گرمایی شبکه بلور مقید نمی شود و آستانه عملکردی آن ها در پمپ لیزری با شدت پایین اتفاق می افتد.
انواع مختلفی از این مواد جامد برای تولید لیزر استفاده می شوند اما از معروفترین آن ها عبارتند از: Nd:YAG، Nd:glass، Ti:sapphire و غیره. برای حالت پیوسته پرتو لیزر به طور پیوسته از سیستم لیزری خارج می شود و سیستم دارای یک توان متوسط می باشد که با استفاده از دستگاه های اندازه گیری مناسب همچون توان متر ها قابل اندازه گیری می باشد.
لیزر حالت جامد پالسی
عملکرد پالسی لیزر به گونه ایست که توان اپتیکی به شکل پالس هایی در یک نرخ تکرار مشخص ظاهر می شود. این پالس ها دارای اندازه انرژی بزرگی هستند و می توانند کاربرد های خاص که با لیزر های پیوسته قابل انجام نیست و نیاز به قله توان دارند را انجام دهند. می توان با تنظیم پهنای پالس ها از میلی ثانیه تا فمتو ثانیه فرآیند های با حضور گرما یا بدون حضور گرما تولید کرد. واحد پالس های تولید شده انرژی می باشد و با استفاده از انرژی متر ماسب قابل اندازه گیری می باشد.
لیزرهای فیبری
لیزر فیبری، لیزری است که در آن محیط فعال یک فیبر است که دارای ناخالصی های خاک های نادر همانند اربیوم، یتربیوم، نئودمیوم، دیسپرسیوم، تولیوم و هلمیوم می باشد. مزیت لیزرهای فیبری نسبت به سایر انواع لیزرها این است که نور لیزر در یک محیط قابل انعطاف تولید و انتقال داده می شود و در نتیجه انتقال لیزر به نقطه مورد نظر و متمرکز کردن آن راحتتر می شود. مزیت دیگر لیزرهای فیبری، خروجی با توان بالاتر نسبت به سایر انواع لیزر می باشد و این به دلیل طول بالای محیط فعال تا چندین کیلومتر می باشد. این لیزر ها در دو نوع پیوسته و پالسی با توان های متنوع برای کاربرد های مختلف در دسترس می باشند.
لیزرهای گاز کربن دی اکسید
لیزر گاز کربن دی اکسید یکی از اولین لیزر های گازی ساخته شده است و هنوز یکی از سودمندترین انواع لیزر می باشد. لیزر های گاز کربن دی اکسید دارای بیشترین توان پیوسته در دسترس کنونی می باشند. این لیزرها نور فروسرخ با طول موج پایه در بازه 9.6 تا 10.6 میکرومتر تولید می کنند.
محیط فعال یک گاز دشارژ شده است که بسته به توان به کار برده شده هوا یا آب خنک می باشد. معمولا تیوب های استفاده شده دارای 10-20% گاز کربن دی اکسید، 10-20% نیتروژن، چند درصد هیدروژن و مابقی هلیوم می باشد. خروجی این نوع لیزر نیز می تواند پالسی یا پیوسته باشد و برای کاربرد های صنعتی و پزشکی قابل استفاده می باشند.
لیزرهای دیودی
لیزر دیود وسیله ای نیمه رساناست که می تواند به طور مستقیم با استفاده از جریان الکتریکی در پیوندگاه خود شرایط تولید لیزر را به وجود اورد. با اعمال ولتاژ به نیمه رسانا، انتقال p-n اجازه باز ترکیب الکترون با حفره را می دهد که نتیجه اش تولید فوتون است که فرآیندی خود به خودی می باشد. برای رسیدن به حالت القایی این فرآیند باید بیشتر ادامه داده شود تا نور با فاز، همدوسی و طول موج یکسان تولید شود. نوع ماده نیمه رسانای انتخاب شده تعیین کنده طول موج نور تابش شده است که از ناحیه فروسرخ تا فرابنفش قابل تغییر است.