Laseren har længe været et bekvemt værktøj til kemi, biologi, medicin, teknik, videnskab og militære anliggender.
Som udviklet laserteknologi voksede interessen for de tekniske og økonomiske egenskaber hos lasere. Laserens højeffektivitet har opnået grundlæggende betydning i forbindelse med forskning inden for termonuklear fusion som kilde til billig og miljøvenlig energi. Termonuklear fusion forekommer i tæt plasma, opvarmet til hundredvis af millioner grader. En af de lovende måder at plasma opvarmning på er fokusering af en højpower laserpuls på et plasmamål. Det er klart, at energien fra termonuklear fusion i væsentlig grad skal overstige energikostnaderne ved at skabe et plasma, hvori termonukleare reaktioner vil forekomme. Ellers vil en sådan proces ikke give nogen økonomiske fordele. Søgningen efter en konstruktiv løsning, der giver en høj laser effektivitet og acceptable præstationsegenskaber, afslørede de særlige egenskaber, der er beskrevet nedenfor.
Ved oprettelsen af de første lasere var det vigtigt at vise den grundlæggende mulighed for at forstærke lysstrålen i et medium med invers befolkning af energiniveauer og muligheden for at skabe et medium med invers befolkning. Udtrykket "invers befolkning" betyder at et par energiniveauer forekommer i et atoms energispektrum, hvor antallet af elektroner i det øvre niveau er større end i den nederste. I dette tilfælde skubber den overførte stråling elektronerne fra det øvre niveau til den nedre og elektronerne frigiver deres energi i form af nye fotoner. Omvendt befolkning opnås på forskellige måder: i kemiske processer, i gasudladning, på grund af kraftig bestråling mv.
Den foreslåede indretning adskiller sig fra de kendte analoger med to funktioner.
Den første funktion er, at pumpelampen ikke er placeret uden for arbejdsvæsken, men indeni den. (Billede 1)
Dette gjorde det muligt at påføre en reflekterende belægning direkte på arbejdsfladens laterale overflade (neodymglas). Denne funktion har øget effektiviteten ved at samle lys fra pumpelampen omkring 4 gange.
Til sammenligning i fig. 2 viser et pumpemønster med fire lamper.
Effektiviteten af at samle lys på arbejdskroppen er reduceret i en sådan ordning på grund af, at strålerne i sektoren med vinkel a ikke fokuserer på arbejdskroppen overhovedet. Desuden falder strålerne i en lille vinkel mod lampens akse ikke på arbejdslegemet i øvrigt billedet af lampen i arbejdslokalområdet overskrider arbejdskroppens størrelse. Husk at kun stråler fra en punktkilde indsamles i ellipsoidets modsatte fokus. Endelig reducerer flere refleksioner med partiel spredning fra lampens vægge, fra spejlet og fra overfladen af arbejdsmediet også effektiviteten af opsamling af lys.
I den foreslåede ordning er næsten alle strålerne låst inde i reflektoren. Som et resultat af at reducere antallet af påkrævede pumpelamper faldt volumen og vægt af kondensatorbanken med 4 gange. Derudover er generatoren selv blevet lettere og mere kompakt.
Den anden funktion vedrører enhedsresonatoren. En konventionel resonator består af to parallelle spejle, hvoraf den ene er gennemskinnelig og den anden uigennemsigtig. I denne enhed erstattes det uigennemsigtige spejl med en hjørnereflektor i form af et glasprisme med en skrånende indgangsflade. Hældningen af indgangsfladen gør det muligt at placere dette ansigt i Brewster-vinklen (, er glasets brydningsindeks) til laseraksen (figur 3).
I dette tilfælde er laserstrålen polariseret og reflekteres ikke fra prismens indgangsflade. Den største fordel ved at bruge dette prisme er, at den reflekterede stråle er strengt parallel med den indfaldende stråle. Resonatoren forbliver altid indstillet. Samtidig kræver en konventionel resonator med parallelle spejle tidskrævende finjustering (justering). Reflekterende spejlbelægning er let at beskadige. Prismet har ingen reflekterende belægning. Røgen oplever en samlet intern refleksion.
Det er interessant at bemærke designet af justeringsmekanismen. (billede 4)
Mekanismen består af tre paneler (fremhævet i farve), forbundet med fleksible elementer (sort). Det første og det andet panel er forbundet ved de nedre vandrette ender. Det andet og tredje panel er forbundet til venstre lodrette ender. Dette design giver to frihedsgrader til små sving af det første panel i forhold til det tredje panel omkring de lodrette og vandrette akser. Til præcisionsrotation er hvert par paneler forbundet med en differentialskrue. Halvdelen af skruen har en tråd, for eksempel M4, og den anden halvdel af skruen har en tråd M5. Pladden af disse tråde adskiller sig med ~ 100 μm. En del af skruen trænger ind i et gevindhul i et panel og den anden i et gevindhul i et andet panel.
Ved at dreje skruehovedet i fuld drejning ændres afstanden mellem panelerne med kun 100 mikron. Desuden skubber de fleksible elementer panelerne til hinanden og eliminerer fuldstændigt backlash. Et af de ekstreme paneler er stift fastgjort på den optiske bænk, et spejl eller prisme er fastgjort på den anden ekstreme plade. Justeringen udføres komfortabelt og for altid.
Disse funktioner gør laseren særdeles bekvem i markforhold.
