Lāzers attiecas uz kolimētu, monohromatisku, saskaņotu gaismas staru ģenerēšanas procesu un instrumentu, izmantojot stimulētu starojuma pastiprināšanu un nepieciešamo atgriezenisko saiti. Būtībā lāzera ģenerēšanai nepieciešami trīs elementi: “rezonators”, “pastiprināšanas līdzeklis” un “sūknēšanas avots”.
A. princips
Atoma kustības stāvokli var iedalīt dažādos enerģijas līmeņos, un, kad atoms pāriet no augsta enerģijas līmeņa uz zemu enerģijas līmeni, tas atbrīvo atbilstošās enerģijas fotonus (tā saukto spontānu starojumu). Līdzīgi, kad fotons tiek inspektors enerģijas līmeņa sistēmā un to absorbē, tas izraisīs atomu pāreju no zema enerģijas līmeņa uz augstu enerģijas līmeni (tā sauktā ierosinātā absorbcija); Pēc tam daži no atomiem, kas pāriet uz augstāku enerģijas līmeni, pāriet uz zemāku enerģijas līmeni un izstaro fotonus (tā sauktais stimulētais starojums). Šīs kustības nenotiek atsevišķi, bet bieži vien paralēli. Kad mēs izveidojam nosacījumu, piemēram, izmantojot atbilstošu barotni, rezonatoru, pietiekami daudz ārēja elektriskā lauka, stimulētais starojums tiek pastiprināts, lai vairāk nekā stimulēta absorbcija, tad kopumā tiks izstaroti fotoni, kā rezultātā būs lāzera gaisma.
B. klasifikācija
Saskaņā ar barotni, kas ražo lāzeru, lāzeru var iedalīt šķidrā lāzerā, gāzes lāzerā un cietā lāzerā. Tagad visizplatītākais pusvadītāju lāzers ir sava veida cietvielu lāzers.
C. kompozīcija
Lielākā daļa lāzeru sastāv no trim daļām: ierosmes sistēma, lāzera materiāls un optiskais rezonators. Uzbudināšanas sistēmas ir ierīces, kas rada gaismas, elektrisko vai ķīmisko enerģiju. Pašlaik galvenie izmantotie stimulējošie līdzekļi ir gaismas, elektrības vai ķīmiskā reakcija. Laser substances are substances that can produce laser light, such as rubies, beryllium glass, neon gas, semiconductors, organic dyes, etc. The role of optical resonance control is to enhance the brightness of the output laser, adjust and select the wavelength and direction lāzera.
D. Pieteikums
Lāzers tiek plaši izmantots, galvenokārt šķiedru komunikācija, lāzera diapazons, lāzera griešana, lāzera ieroči, lāzera disks un tā tālāk.
E. Vēsture
1958. gadā amerikāņu zinātnieki Xiaoluo un Townes atklāja maģisku parādību: kad viņi ieliek gaismu, ko iekšējā spuldze izstaro uz retzemju kristāla, kristāla molekulas izstaros gaišu, vienmēr kopā spēcīgu gaismu. Saskaņā ar šo parādību viņi ierosināja “lāzera principu”, tas ir, ja vielu satrauc tā pati enerģija kā tās molekulu dabiskās svārstību frekvence, tā radīs šo spēcīgo gaismu, kas neatšķiras - lāzers. Viņi tam atrada svarīgus dokumentus.
Pēc Sciolo un Townes pētījumu rezultātu publicēšanas zinātnieki no dažādām valstīm ierosināja dažādas eksperimentālas shēmas, taču tās nebija veiksmīgas. 1960. gada 15. maijā Kalifornijas Hughes laboratorijas zinātnieks Maijens paziņoja, ka ir ieguvis lāzeru ar viļņa garumu 0,6943 mikroni, kas bija pirmais lāzers, ko cilvēki jebkad ieguvuši, un Mayman tādējādi kļuva par pirmo zinātnieku pasaulē ieviest lāzerus praktiskajā jomā.
1960. gada 7. jūlijā Mayman paziņoja par pasaules pirmā lāzera dzimšanu, Mayman shēma ir izmantot augstas intensitātes zibspuldzes cauruli, lai stimulētu hroma atomus rubīna kristālā, tādējādi radot ļoti koncentrētu plānu sarkanu gaismas kolonnu, kad tas tiek atlaists Noteiktā brīdī tas var sasniegt temperatūru augstāk nekā saules virsma.
Padomju zinātnieks H.γ Basovs 1960. gadā izgudroja pusvadītāju lāzeru. Pusvadītāju lāzera struktūru parasti veido P slānis, N slānis un aktīvais slānis, kas veido divkāršu heteroja funkciju. Tās raksturlielumi ir šādi: mazs izmērs, augsta savienojuma efektivitāte, ātra reakcijas ātrums, viļņa garums un izmērs, kas piemērots optiskās šķiedras lielumam, var tieši modulēt, labu saskaņotību.
Seši, daži no galvenajiem lāzera pielietojuma norādījumiem
F. Lāzera komunikācija
Gaismas izmantošana informācijas pārsūtīšanai šodien ir ļoti izplatīta. Piemēram, kuģos saziņai tiek izmantoti lukturi, un luksofori izmanto sarkanu, dzeltenu un zaļo. Bet visi šie informācijas pārsūtīšanas veidi, izmantojot parasto gaismu, var būt ierobežoti tikai ar nelieliem attālumiem. Ja vēlaties pārraidīt informāciju tieši uz tālām vietām, izmantojot gaismu, jūs nevarat izmantot parasto gaismu, bet tikai izmantot lāzerus.
Tātad, kā jūs piegādājat lāzeru? Mēs zinām, ka elektrību var pārvadāt gar vara vadiem, bet gaismu nevar pārvadāt gar parastajiem metāla vadiem. Šajā nolūkā zinātnieki ir izstrādājuši pavedienu, kas var pārraidīt gaismu, ko sauc par optisko šķiedru, ko dēvē par šķiedru. Optiskā šķiedra ir izgatavota no īpašiem stikla materiāliem, diametrs ir plānāks nekā cilvēka mati, parasti no 50 līdz 150 mikroniem un ļoti mīksts.
Faktiski šķiedras iekšējais kodols ir caurspīdīga optiskā stikla augsts refrakcijas indekss, un ārējais pārklājums ir izgatavots no zema refrakcijas indeksa stikla vai plastmasas. Šāda struktūra, no vienas puses, var padarīt gaismu refrakciju gar iekšējo serdi, tāpat kā ūdens, kas plūst uz priekšu ūdens caurulē, elektrība, kas pārraidīta uz priekšu stieplē, pat ja tūkstošiem līkloču nav nekādas ietekmes. No otras puses, zemas refrakcijas indeksa pārklājums var novērst gaismas noplūdi, tāpat kā ūdens caurule neiedziļinās un stieples izolācijas slānis nevada elektrību.
Optiskās šķiedras izskats atrisina gaismas pārraides veidu, bet tas nenozīmē, ka līdz ar to jebkuru gaismu var pārnest uz ļoti tālu. Tikai augstais spilgtums, tīra krāsa, labs virziena lāzers ir ideālākais gaismas avots informācijas pārraidei, tā tiek ievadīta no viena šķiedras gala, gandrīz bez zaudējumiem un izvadi no otra gala. Tāpēc optiskā komunikācija būtībā ir komunikācija ar lāzeru, kurai ir lielas ietilpības, augstas kvalitātes, plaša materiālu avota, spēcīgas konfidencialitātes, izturības utt. Priekšrocības, un zinātnieki to sveicina kā revolūciju komunikācijas jomā, un tā ir viena no tām, un tā ir viena no izcilākajiem sasniegumiem tehnoloģiskajā revolūcijā.
Pasta laiks: 29.-2023. Jūnijs