Os lasers contínuos podem emitir feixes de laser de forma estável e ininterrupta, e sua potência de saída permanece constante ao longo do tempo (sob condições ideais).
Características essenciais: Estabilidade e sustentabilidade
Output contínuo: Este é o sinal mais crucial. Desde que a energia esteja ligada e as condições de trabalho estejam estáveis, o laser pode emitir luz continuamente sem interrupção.
Estabilidade de potência: a potência do laser de saída (a energia emitida por unidade de tempo) permanece basicamente constante durante o funcionamento.
Características temporais: O feixe é contínuo na dimensão temporal (macroscopicamente), sem intervalos de pulso óbvios.
Princípio de funcionamento: bombeamento contínuo, emissão de luz contínua
O princípio de funcionamento de um laser contínuo segue o princípio fundamental da geração de laser (emissão estimulada), mas seu processo de bombeamento é contínuo:
Bombeamento contínuo: fontes de energia externas (como corrente, energia luminosa, energia de reação química) são continuamente inseridas no meio de ganho do laser (como gás CO2, cristal sólido Nd: YAG,Materiais semicondutores, soluções de corantes).
Manutenção da inversão da população: a energia de bombeamento contínua excita átomos, moléculas ou elétrons no meio de ganho de um nível de energia baixo para um nível de energia elevado,Manter um estado em que o número de partículas no nível de energia elevada é maior do que o nível de energia baixa (inversação da população).
Emissão estimulada continua: um pequeno número de fótons emitidos espontaneamente existentes na cavidade de ressonância (composta por dois espelhos), ao passar pelo meio de ganho,Fará com que as partículas a níveis de energia elevados produzam uma emissão estimulada, liberando novos fótons com exatamente a mesma frequência, fase e direção dos fótons incidentes.
Amplificação óptica e oscilação contínua: Estes fótons recém-gerados são refletidos para trás e para frente pelo espelho do ressonador e passam repetidamente pelo meio de ganho.Cada passagem desencadeia uma radiação mais estimulada., fazendo com que o número de fótons a aumentar continuamente de uma forma semelhante a uma avalanche e formando poderosas ondas de luz coerentes.
Saída de laser estável: 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), o laser atinge um estado de funcionamento estável e emite de forma contínua e estável um feixe de laser a partir do espelho de saída parcialmente transmitido.
Principais vantagens tecnológicas
Potência de saída contínua: fornece uma fonte de calor ou fonte de luz estável, adequada para processos que exigem entrada de energia contínua (como corte e soldagem).
Alta estabilidade: a potência de saída e a directividade do feixe são geralmente muito estáveis, o que é crucial para medições e comunicações precisas.
Excelente qualidade do feixe: geralmente gera feixes de alta qualidade com modos puros (como o modo fundamental TEM00) e pequenos ângulos de divergência,que é propício à focagem e à transmissão a longa distância.
Alta eficiência (em comparação com alguns lasers pulsados): em cenários em que é necessária uma operação contínua, a eficiência global de utilização da energia pode ser superior.
Ampla gama de domínios de aplicação
Processamento industrial
Corte a laser: corte preciso e de alta velocidade de metais (como máquinas de corte a laser CO2) e não-metais (como tecidos, acrílico).
Soldadura a laser: alcançar uma soldadura precisa com uma alta relação de aspecto e baixa deformação (comumente usada nas indústrias automotiva e eletrônica).
Marcação/gravação a laser: Marcação permanente na superfície dos produtos (principalmente lasers de fibras e semicondutores).
Tratamento de superfície: amortecimento, revestimento, ligação, etc.
Área médica
Escalpel: O laser CO2 é usado para corte de vaporização de tecidos moles (como na cirurgia ENT), e o laser semicondutor é usado na cirurgia oftalmológica e no tratamento dentário.
Terapia fotodinâmica: Os lasers contínuos de comprimentos de onda específicos ativam medicamentos fotossensiveis para matar seletivamente células cancerosas ou tecidos doentes.
Tratamentos cutâneos: depilação (semicondutor, Nd:YAG), tratamento vascular, rejuvenescimento da pele, etc.
Comunicação e informação
Comunicação por fibra óptica: Os lasers semicondutores são as principais fontes de luz de redes de fibra óptica de alta velocidade, transportando grandes quantidades de dados.
Display e Sensores
Display a laser: Como fonte de luz para projetores ou televisores de alta luminosidade e ampla gama de cores.
LiDAR: Alguns LiDAR de onda contínua são usados para medição de velocidade, medição de distância, detecção de gás, etc.
Análise de códigos de barras: um dispositivo comum nos balcões dos supermercados.
Os lasers contínuos são a espinha dorsal da família dos lasers que fornecem um fluxo de energia estável e contínuo.A compreensão do princípio de funcionamento e das vantagens únicas dos lasers contínuos é a base para reconhecer o seu papel central na ciência e tecnologia e na indústria contemporâneasRepresentam as realizações notáveis da humanidade no controle preciso e contínuo da energia luminosa.