Lazerio principas ir taikymas
Kaip veikia lazeris
Lazeris yra prietaisas, skleidžiantis lazerio šviesą. Pagal darbo terpę, lazeris gali būti suskirstyti į keturias kategorijas: dujų lazeris, kietas lazeris, puslaidininkių lazeris ir dažų lazeris. Neseniai buvo sukurti nemokami elektronų lazeriai. Didelės galios lazeriai paprastai impulsinės išėjimo.
Išskyrus laisvus elektronų lazerius, pagrindiniai įvairių lazerių darbo principai yra vienodi. Būtina sąlyga kuriant lazerio šviesos yra tai, kad gyventojų inversija ir pelnas yra didesnis nei nuostolių, todėl būtini komponentai prietaiso yra sužadinimo (arba siurbimo) šaltinis ir darbo terpė su metasable energijos lygį. Sužadinimas yra darbo terpės sužadinimas sužadinti sužadinimo būklę, sukurti sąlygas pasiekti ir išlaikyti gyventojų inversija. Skatinamieji metodai apima optinį sužadinimą, elektrinį sužadinimą, cheminį sužadinimą ir branduolinės energijos sužadinimą.
Darbo terpės metastazinis energijos lygis yra toks, kad dominuoja stimuliuojama spinduliuotė, taip pasiekiant optinį stiprinimą. Bendras lazerio komponentas yra rezonanso ertmė, tačiau rezonanso ertmė (žr. optinę ertmę) nėra nepakeičiama sudedamoji dalis. Rezonanso ertmė leidžia ertmėje fotonams turėti nuoseklų dažnį, fazę ir važiavimo kryptį, taip sudarant sąlygas lazeriui turėti gerą kryptingumą ir nuoseklumą. Be to, jis gali gerai sutrumpinti darbinės medžiagos ilgį, taip pat gali reguliuoti generuojamo lazerio režimą, pakeisdamas ertmės ilgį (ty režimo parinkimą), todėl lazeris paprastai turi rezonansinę ertmę.
Trys lazerio komponentai
Pirma, darbinė medžiaga
Lazerio šerdyje kaip lazerio darbo medžiagos gali būti naudojamos tik tos medžiagos, kurios gali pasiekti energijos lygio perėjimą.
Sekologiškumo, skatinamosios energijos
Jo vaidmuo yra pagyvinti darbinę medžiagą, atomas yra susijaudinęs nuo mažo energijos lygio iki aukšto energijos lygio išorinės energijos. Paprastai yra šviesos energija, šiluminė energija, elektros energija, cheminė energija ir pan.
Trečia, optinės ertmės vaidmuo:
Pirma, nuolat atliekama stimuliuojama darbinės medžiagos spinduliuotė;
Antrasis - nuolat pagreitinti fotonų;
Trečiasis yra apriboti lazerio išėjimo kryptį.
Paprasčiausias optinė ertmė susideda iš dviejų tarpusavyje lygiagrečių veidrodžių, esančių HeNe lazerio galuose. Kai kai deuterio atomų perėjimas tarp dviejų energijos lygių, kad pasiekti dalelių inversija, ir skleidžia fotonų lygiagrečiai lazerio kryptimi, šie fotonų bus atspindėti pirmyn ir atgal tarp dviejų veidrodžių, todėl nuolat sukelia stimuliuojama spinduliuotė. Labai stiprus lazeris gaminamas labai greitai.
Gryna šviesa ir stabilus lazerio spektras gali būti taikomas įvairiais būdais.
Ruby lazeris
Originalus lazeris buvo trinamas ryškios flash lemputės, o lazeris pagamintas buvo "impulsinis lazeris", o ne nuolat stabilus spindulys. Šio lazerio gaminamos šviesos kokybė iš esmės skiriasi nuo lazerio, kurį mes naudojame šiandien, lazerio diodo. Ši intensyvi šviesos emisija, kuri trunka tik keletą nanoseksponų, idealiai tinka užfiksuoti lengvai judančius objektus, pvz., holografinių portretų portretus. Pirmasis lazerinis portretas gimė 1967 metais. Ruby lazeriai reikalauja brangių rubinų ir gali gaminti tik trumpas šviesos eilių.
Helio lazeris
1960 m. mokslininkai Ali Javan, William R. Brennet Jr ir Donald Herriot sukūrė HeNe lazeriu. Tai pirmasis dujų lazeris, kuris paprastai naudojamas holografinių fotografų.
Du privalumai: 1. Gaminti nuolatinį lazerio išvestį; 2. Nereikia flash lemputė atlikti šviesos sužadinimo, bet naudoti elektros sužadinimo dujas.
Lazerinis diodas
Lazerinis diodas yra vienas iš dažniausiai naudojamų lazerių. Spontaniško elektronų ir skylių rekombinacijos reiškinys abiejose diodų PN sankirtos pusėse vadinamas spontanišku emisija. Kai fotonai, kuriuos sukuria spontaniškas emisijos pro puslaidininkių, kai jie eina per skleidžiamas elektronų skylės poras, jie gali būti malonu recombine gaminti naujus fotonus, kurie skatina susijaudinęs vežėjų vėl ir eikšti naujus fotonus. Šis reiškinys vadinamas stimuliuojama spinduliuote.
Jei injekcijos srovė yra pakankamai didelė, susidaro nešlio pasiskirstymas priešingas šiluminei pusiausvyros būsenai, ty populiacijos numeris yra atvirkštinis. Kai aktyviojo sluoksnio nešiotojai yra daug atbulinės eigos, nedidelis spontaniškai gautų fotonų kiekis sukuria indukcinę spinduliuotę dėl abipusio atspindžio abiejuose rezonanso ertmės galuose, todėl selektyvus grįžtamasis ryšys apie dažnį selektyvus rezonansas arba tam tikru dažniu. Kai pelnas yra didesnis nei absorbcijos praradimas, nuosekli šviesa su gera spektrinė linija, lazeris, gali būti išmetamas iš PN jungties. Lazerinių diodų išradimas leidžia greitai taikyti lazerio programas, įvairių tipų informacijos skenavimas, šviesolaidinis ryšys, lazerio svyruoja, lazerio radaras, lazeriniai diskai, lazeriniai žymekliai, prekybos centrų kolekcijos ir tt, ir įvairių programų yra nuolat tobulinami ir populiarinamas.