Sürekli lazerler, lazer ışınlarını kararlı ve kesintisiz bir şekilde yayabilir ve çıkış güçleri zaman içinde sabit kalır (ideal koşullar altında).
Temel özellikler: Kararlılık ve sürdürülebilirlik
Sürekli çıkış: Bu en önemli işarettir. Güç bağlandığı ve çalışma koşulları istikrarlı olduğu sürece, lazer kesintisiz olarak sürekli ışık yayabilir.
Güç kararlılığı: Çıkış lazerinin gücü (birim zamanda yayılan enerji) çalışma sırasında temel olarak sabittir.
Zamansal özellikler: Işın, zamansal boyutta (makroskopik olarak) süreklidir, belirgin bir darbe aralığı yoktur.
Çalışma prensibi: Sürekli pompalama, sürekli ışık emisyonu
Sürekli bir lazerin çalışma prensibi, lazer üretimi (uyarılmış emisyon) temel prensibini takip eder, ancak pompalama süreci süreklidir:
Sürekli pompalama: Harici enerji kaynakları (akım, ışık enerjisi, kimyasal reaksiyon enerjisi gibi) lazerin kazanç ortamına (CO₂ gazı, katı kristal Nd:YAG, yarı iletken malzemeler, boya çözeltileri gibi) sürekli olarak verilir.
Nüfus inversiyonunun korunması: Sürekli pompalama enerjisi, kazanç ortamındaki atomları, molekülleri veya elektronları düşük enerji seviyesinden yüksek enerji seviyesine uyararak, yüksek enerji seviyesindeki parçacık sayısının düşük enerji seviyesindekinden daha fazla olduğu bir durumu (nüfus inversiyonu) korur.
Uyarılmış emisyon devam eder: Rezonans boşluğunda (iki aynadan oluşur) bulunan az sayıda kendiliğinden yayılan foton, kazanç ortamından geçerken yüksek enerji seviyesindeki parçacıkların uyarılmış emisyon üretmesine neden olur ve gelen fotonlarla tam olarak aynı frekansa, faza ve yöne sahip yeni fotonlar salar.
Optik amplifikasyon ve sürekli salınım: Bu yeni üretilen fotonlar, rezonatör aynası tarafından ileri geri yansıtılır ve kazanç ortamından tekrar tekrar geçer. Her geçiş, daha fazla uyarılmış radyasyonu tetikler, foton sayısının çığ benzeri bir şekilde sürekli artmasına neden olur ve güçlü koherent ışık dalgaları oluşturur.
Kararlı lazer çıkışı: Rezonans boşluğunda ileri geri salınan ışığın elde ettiği kazanç (amplifikasyon), bu salınımın kaybını (çıkış aynasından iletilen ışığın bir kısmı dahil) telafi etmeye yettiğinde, lazer kararlı bir çalışma durumuna ulaşır ve kısmen iletilen çıkış aynasından sürekli ve kararlı bir şekilde bir lazer ışını yayar.
Temel teknolojik avantajlar
Sürekli güç çıkışı: Sürekli enerji girişi gerektiren işlemler (kesme ve kaynak gibi) için uygun, kararlı bir ısı kaynağı veya ışık kaynağı sağlar.
Yüksek kararlılık: Çıkış gücü ve ışın yönlülüğü genellikle çok kararlıdır, bu da hassas ölçüm ve iletişim için çok önemlidir.
Mükemmel ışın kalitesi: Genellikle saf modlara (temel mod TEM00 gibi) ve küçük sapma açılarına sahip yüksek kaliteli ışınlar üretir, bu da odaklanmayı ve uzun mesafeli iletimi kolaylaştırır.
Yüksek verimlilik (bazı darbeli lazerlere kıyasla): Sürekli çalışma gerektiren senaryolarda, genel enerji kullanım verimliliği daha yüksek olabilir.
Geniş uygulama alanları
Endüstriyel işleme
Lazer kesme: Metallerin (CO₂ lazer kesme makineleri gibi) ve metal olmayan malzemelerin (kumaşlar, akrilik gibi) hassas ve yüksek hızlı kesimi.
Lazer kaynağı: Yüksek en boy oranına ve düşük deformasyona sahip hassas kaynak elde etmek (otomotiv ve elektronik endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır).
Lazer işaretleme/oyma: Ürünlerin yüzeyinde kalıcı işaretleme (esas olarak yarı iletken ve fiber lazerler).
Yüzey işleme: sertleştirme, kaplama, alaşımlama vb.
Tıbbi alan
Bisturi: CO₂ lazer, yumuşak doku buharlaştırma kesimi için (KBB cerrahisinde olduğu gibi) ve yarı iletken lazer, oftalmik cerrahi ve diş tedavilerinde kullanılır.
Fotodinamik terapi: Belirli dalga boylarındaki sürekli lazerler, kanser hücrelerini veya hastalıklı dokuları seçici olarak öldürmek için ışığa duyarlı ilaçları aktive eder.
Cilt tedavileri: Tüy alma (yarı iletken, Nd:YAG), damar tedavisi, cilt gençleştirme vb.
İletişim ve Bilgi
Optik fiber iletişimi: Yarı iletken lazerler, yüksek hızlı optik fiber ağlarının, büyük miktarda veri taşıyan temel ışık kaynaklarıdır.
Ekran ve Algılama
Lazer ekran: Yüksek parlaklıklı, geniş renk gamlı projektörler veya televizyonlar için bir ışık kaynağı olarak.
LiDAR: Bazı sürekli dalga LiDAR, hız ölçümü, mesafe ölçümü, gaz tespiti vb. için kullanılır.
Barkod tarama: Süpermarket kasalarında yaygın bir cihaz.
Sürekli lazerler, kararlı ve sürekli bir enerji akışı sağlayan lazer ailesinin bel kemiğidir. Sürekli lazerlerin çalışma prensibini ve benzersiz avantajlarını anlamak, çağdaş bilim ve teknolojideki ve endüstrideki temel rollerini tanımak için temeldir. İnsanlığın ışık enerjisini hassas ve sürekli olarak kontrol etme konusundaki olağanüstü başarılarını temsil ederler.