Continu lasers kunnen stabiel en ononderbroken laserstralen uitzenden en hun uitgangsvermogen blijft in de loop van de tijd constant (onder ideale omstandigheden).
Kernkenmerken: Stabiliteit en duurzaamheid
Continu output: dit is het belangrijkste teken. Zolang de stroom is aangesloten en de werkomstandigheden stabiel zijn, kan de laser continu licht uitzenden zonder onderbreking.
Vermogensstabiliteit: het vermogen van de uitgangslaser (de uitgezonden energie per tijdseenheid) blijft in principe constant tijdens de werking.
Tijdkenmerken: de straal is in de tijddimensie (macroscopisch) continu, zonder duidelijke pulsintervallen.
Werkingsbeginsel: continue pompen, continue lichtemissie
Het werkingsprincipe van een continue laser volgt het fundamentele principe van laseropwekking (stimulerende emissie), maar het pompproces is continu:
Continu pompen: externe energiebronnen (zoals stroom, lichtenergie, chemische reactie-energie) worden continu ingevoerd in het vergrotingsmedium van de laser (zoals gas CO2, vaste kristal Nd:YAG,halfgeleidermaterialen, kleurstofoplossingen).
Behoud van de inversies van de populatie: de continue pompenergie exciteert atomen, moleculen of elektronen in het winstmedium van een laag energieniveau naar een hoog energieniveau,het handhaven van een toestand waarbij het aantal deeltjes in het hoge energieniveau groter is dan dat in het lage energieniveau (populatie-invertie).
Stimuleerde uitstoot gaat door: een klein aantal spontaan uitgezonden fotonen in de resonantieholte (gevormd uit twee spiegels), wanneer ze door het winstmedium gaan,zal deeltjes bij hoge energieniveaus leiden tot gestimuleerde uitstoot, waardoor nieuwe fotonen vrijkomen met precies dezelfde frequentie, fase en richting als de incidentele fotonen.
Optische versterking en continue oscillatie: Deze nieuw gegenereerde fotonen worden door de resonatorspiegel heen en weer gereflecteerd en gaan herhaaldelijk door het vergrotingsmedium.Elke doorgang veroorzaakt meer gestimuleerde straling., waardoor het aantal fotonen voortdurend toeneemt op een lawineachtige manier en krachtige coherente lichtgolven vormt.
Stabiel laservermogen: When the gain (amplification) obtained by the light oscillating back and forth in the resonant cavity once is sufficient to compensate for the loss of this oscillation (including part of the light transmitted through the output mirror), bereikt de laser een stabiele werkende toestand en zendt voortdurend en stabiel een laserstraal uit de gedeeltelijk overgedragen uitgangsspiegel.
Belangrijkste technologische voordelen
Continu vermogen: Het levert een stabiele warmte- of lichtbron, geschikt voor processen die een continue energie-invoer vereisen (zoals snijden en lassen).
Hoge stabiliteit: het uitgangsvermogen en de richting van de straal zijn meestal zeer stabiel, wat cruciaal is voor nauwkeurige metingen en communicatie.
Uitstekende lichtkwaliteit: het genereert meestal lichtstralen van hoge kwaliteit met pure modus (zoals fundamentele modus TEM00) en kleine afwijkingshoeken,die bevorderlijk is voor scherpstelling en langeafstandstransmissie.
Hoge efficiëntie (in vergelijking met sommige gepulseerde lasers): In scenario's waarin continue werking vereist is, kan de totale energie-uitbuiting efficiënter zijn.
Een breed scala aan toepassingsgebieden
Industriële verwerking
Lasersnijden: nauwkeurig en snel snijden van metalen (zoals CO2-lasersnijmachines) en niet-metalen (zoals stoffen, acryl).
Laserlassen: Precieze lassen met een hoge beeldverhouding en een lage vervorming (meestal gebruikt in de automobiel- en elektronica-industrie).
Lasermarkering/gravering: Permanente markering op het oppervlak van producten (voornamelijk halfgeleider- en glasvezellasers).
Oppervlaktebehandeling: afzuigen, bekleding, legering, enz.
Medisch gebied
Scalpel: CO2-laser wordt gebruikt voor het verdampen van zacht weefsel (zoals bij ENT-chirurgie), en halfgeleiderlaser wordt gebruikt bij oogchirurgie en tandheelkundige behandelingen.
Fotodynamische therapie: Continu lasers van specifieke golflengten activeren lichtgevoelige geneesmiddelen om selectief kankercellen of zieke weefsels te doden.
Huidverzorging: haarverwijdering (halfgeleider, Nd:YAG), vasculaire behandeling, huidverjonging, enz.
Communicatie en informatie
Optische glasvezelcommunicatie: halfgeleiderlasers zijn de belangrijkste lichtbronnen van hogesnelheids glasvezelnetwerken, die enorme hoeveelheden gegevens vervoeren.
Toon en detecteren
Laserdisplay: Als lichtbron voor hooglichte, breedkleurige projectoren of televisies.
LiDAR: Sommige LiDAR met continue golven worden gebruikt voor snelheidsmeting, afstandsmeting, gasdetectie, enz.
Barcode scannen: een gebruikelijk apparaat bij kassa's in supermarkten.
Continu lasers zijn de ruggengraat van de laserfamilie die een stabiele en continue energiestroom bieden.Het begrijpen van het werkingsprincipe en de unieke voordelen van continue lasers is de basis voor de erkenning van hun centrale rol in de hedendaagse wetenschap en technologie en de industrieZe vertegenwoordigen de opmerkelijke prestaties van de mensheid in het nauwkeurig en continu beheersen van lichtenergie.