Τα συνεχόμενα λέιζερ μπορούν να εκπέμπουν δέσμες λέιζερ σταθερά και αδιάκοπα, και η ισχύς εξόδου τους παραμένει σταθερή με την πάροδο του χρόνου (υπό ιδανικές συνθήκες).
Βασικά χαρακτηριστικά: Σταθερότητα και βιωσιμότητα
Συνεχής έξοδος: Αυτό είναι το πιο κρίσιμο σημάδι. Όσο είναι συνδεδεμένη η ισχύς και οι συνθήκες λειτουργίας είναι σταθερές, το λέιζερ μπορεί να εκπέμπει φως συνεχώς χωρίς διακοπή.
Σταθερότητα ισχύος: Η ισχύς του λέιζερ εξόδου (η ενέργεια που εκπέμπεται ανά μονάδα χρόνου) παραμένει βασικά σταθερή κατά τη λειτουργία.
Χαρακτηριστικά χρόνου: Η δέσμη είναι συνεχής στη χρονική διάσταση (μακροσκοπικά), χωρίς εμφανή διαστήματα παλμών.
Αρχή λειτουργίας: Συνεχής άντληση, συνεχής εκπομπή φωτός
Η αρχή λειτουργίας ενός συνεχούς λέιζερ ακολουθεί τη θεμελιώδη αρχή της δημιουργίας λέιζερ (διεγερμένη εκπομπή), αλλά η διαδικασία άντλησής του είναι συνεχής:
Συνεχής άντληση: Εξωτερικές πηγές ενέργειας (όπως ρεύμα, φωτεινή ενέργεια, ενέργεια χημικής αντίδρασης) εισάγονται συνεχώς στο μέσο κέρδους του λέιζερ (όπως αέριο CO₂, στερεός κρύσταλλος Nd:YAG, υλικά ημιαγωγών, διαλύματα χρωστικών).
Διατήρηση αναστροφής πληθυσμού: Η συνεχής ενέργεια άντλησης διεγείρει άτομα, μόρια ή ηλεκτρόνια στο μέσο κέρδους από ένα χαμηλό ενεργειακό επίπεδο σε ένα υψηλό ενεργειακό επίπεδο, διατηρώντας μια κατάσταση όπου ο αριθμός των σωματιδίων στο υψηλό ενεργειακό επίπεδο είναι μεγαλύτερος από αυτόν στο χαμηλό ενεργειακό επίπεδο (αναστροφή πληθυσμού).
Η διεγερμένη εκπομπή συνεχίζεται: Ένας μικρός αριθμός αυθόρμητα εκπεμπόμενων φωτονίων που υπάρχουν στην αντηχητική κοιλότητα (που αποτελείται από δύο καθρέφτες), όταν διέρχονται από το μέσο κέρδους, θα προκαλέσουν στα σωματίδια σε υψηλά ενεργειακά επίπεδα να παράγουν διεγερμένη εκπομπή, απελευθερώνοντας νέα φωτόνια με ακριβώς την ίδια συχνότητα, φάση και κατεύθυνση με τα προσπίπτοντα φωτόνια.
Οπτική ενίσχυση και συνεχής ταλάντωση: Αυτά τα νεοδημιουργημένα φωτόνια ανακλώνται πέρα δώθε από τον καθρέφτη συντονισμού και περνούν επανειλημμένα από το μέσο κέρδους. Κάθε πέρασμα πυροδοτεί περισσότερη διεγερμένη ακτινοβολία, προκαλώντας τον αριθμό των φωτονίων να αυξάνεται συνεχώς με τρόπο χιονοστιβάδας και σχηματίζοντας ισχυρά συνεκτικά φωτεινά κύματα.
Σταθερή έξοδος λέιζερ: Όταν το κέρδος (ενίσχυση) που λαμβάνεται από το φως που ταλαντώνεται πέρα δώθε στην αντηχητική κοιλότητα μία φορά είναι αρκετό για να αντισταθμίσει την απώλεια αυτής της ταλάντωσης (συμπεριλαμβανομένου μέρους του φωτός που μεταδίδεται μέσω του καθρέφτη εξόδου), το λέιζερ φτάνει σε μια σταθερή κατάσταση λειτουργίας και εκπέμπει συνεχώς και σταθερά μια δέσμη λέιζερ από τον μερικώς μεταδιδόμενο καθρέφτη εξόδου.
Βασικά τεχνολογικά πλεονεκτήματα
Συνεχής έξοδος ισχύος: Παρέχει μια σταθερή πηγή θερμότητας ή φωτός, κατάλληλη για διεργασίες που απαιτούν συνεχή είσοδο ενέργειας (όπως κοπή και συγκόλληση).
Υψηλή σταθερότητα: Η ισχύς εξόδου και η κατευθυντικότητα της δέσμης είναι συνήθως πολύ σταθερές, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για την ακριβή μέτρηση και επικοινωνία.
Εξαιρετική ποιότητα δέσμης: Συνήθως παράγει δέσμες υψηλής ποιότητας με καθαρά modes (όπως το θεμελιώδες mode TEM00) και μικρές γωνίες απόκλισης, κάτι που ευνοεί την εστίαση και τη μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις.
Υψηλή απόδοση (σε σύγκριση με ορισμένα παλμικά λέιζερ): Σε σενάρια όπου απαιτείται συνεχής λειτουργία, η συνολική απόδοση χρήσης ενέργειας μπορεί να είναι υψηλότερη.
Ευρύ φάσμα πεδίων εφαρμογής
Βιομηχανική επεξεργασία
Κοπή με λέιζερ: Ακριβής και υψηλής ταχύτητας κοπή μετάλλων (όπως μηχανές κοπής λέιζερ CO₂) και μη μετάλλων (όπως υφάσματα, ακρυλικό).
Συγκόλληση με λέιζερ: Επίτευξη ακριβούς συγκόλλησης με υψηλό λόγο διαστάσεων και χαμηλή παραμόρφωση (χρησιμοποιείται συνήθως στις αυτοκινητοβιομηχανίες και τις ηλεκτρονικές βιομηχανίες).
Σήμανση/χάραξη με λέιζερ: Μόνιμη σήμανση στην επιφάνεια των προϊόντων (κυρίως λέιζερ ημιαγωγών και ινών).
Επεξεργασία επιφανειών: σκλήρυνση, επένδυση, κράμα, κ.λπ.
Ιατρικό πεδίο
Νυστέρι: Το λέιζερ CO₂ χρησιμοποιείται για κοπή εξάτμισης μαλακών ιστών (όπως στη χειρουργική ΩΡΛ), και το λέιζερ ημιαγωγών χρησιμοποιείται στην οφθαλμική χειρουργική και την οδοντιατρική θεραπεία.
Φωτοδυναμική θεραπεία: Συνεχή λέιζερ συγκεκριμένων μηκών κύματος ενεργοποιούν φωτοευαίσθητα φάρμακα για την επιλεκτική θανάτωση καρκινικών κυττάρων ή νοσούντων ιστών.
Θεραπείες δέρματος: Αποτρίχωση (ημιαγωγός, Nd:YAG), αγγειακή θεραπεία, αναζωογόνηση δέρματος, κ.λπ.
Επικοινωνία και Πληροφορίες
Επικοινωνία οπτικών ινών: Τα λέιζερ ημιαγωγών είναι οι βασικές πηγές φωτός των δικτύων οπτικών ινών υψηλής ταχύτητας, μεταφέροντας τεράστιες ποσότητες δεδομένων.
Οθόνη και Αισθητήρες
Οθόνη λέιζερ: Ως πηγή φωτός για προβολείς ή τηλεοράσεις υψηλής φωτεινότητας, ευρείας χρωματικής γκάμας.
LiDAR: Ορισμένα LiDAR συνεχούς κύματος χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση ταχύτητας, τη μέτρηση απόστασης, την ανίχνευση αερίων, κ.λπ.
Σάρωση γραμμωτού κώδικα: Μια κοινή συσκευή στα ταμεία των σούπερ μάρκετ.
Τα συνεχόμενα λέιζερ είναι η ραχοκοκαλιά της οικογένειας των λέιζερ που παρέχουν μια σταθερή και συνεχή ροή ενέργειας. Η κατανόηση της αρχής λειτουργίας και των μοναδικών πλεονεκτημάτων των συνεχών λέιζερ είναι το θεμέλιο για την αναγνώριση του βασικού τους ρόλου στη σύγχρονη επιστήμη, την τεχνολογία και τη βιομηχανία. Αντιπροσωπεύουν τα αξιοσημείωτα επιτεύγματα της ανθρωπότητας στον ακριβή και συνεχή έλεγχο της φωτεινής ενέργειας.