Lāzers attiecas uz procesu un instrumentu kolimētu, monohromatisku, koherentu gaismas staru ģenerēšanai, izmantojot stimulētā starojuma pastiprināšanu un nepieciešamo atgriezenisko saiti.Būtībā lāzera ģenerēšanai ir nepieciešami trīs elementi: "rezonators", "pastiprināšanas vide" un "sūknēšanas avots".
A. Princips
Atoma kustības stāvokli var iedalīt dažādos enerģijas līmeņos, un, atomam pārejot no augsta enerģijas līmeņa uz zemu enerģijas līmeni, tas atbrīvo atbilstošas enerģijas fotonus (tā saukto spontānu starojumu).Līdzīgi, kad fotons krīt uz enerģijas līmeņa sistēmu un to absorbē, tas izraisīs atoma pāreju no zema enerģijas līmeņa uz augstu enerģijas līmeni (tā sauktā ierosinātā absorbcija);Pēc tam daži atomi, kas pāriet uz augstākiem enerģijas līmeņiem, pāries uz zemākiem enerģijas līmeņiem un izstaros fotonus (tā saukto stimulēto starojumu).Šīs kustības nenotiek izolēti, bet bieži vien paralēli.Kad mēs izveidojam nosacījumu, piemēram, izmantojot atbilstošu vidi, rezonatoru, pietiekami daudz ārējā elektriskā lauka, stimulētais starojums tiek pastiprināts tā, ka vairāk nekā stimulētā absorbcija, tad kopumā tiks emitēti fotoni, kā rezultātā rodas lāzera gaisma.
B. Klasifikācija
Saskaņā ar barotni, kas ražo lāzeru, lāzeru var iedalīt šķidrā lāzerā, gāzes lāzerā un cietajā lāzerā.Tagad visizplatītākais pusvadītāju lāzers ir sava veida cietvielu lāzers.
C. Sastāvs
Lielākā daļa lāzeru sastāv no trim daļām: ierosmes sistēmas, lāzera materiāla un optiskā rezonatora.Ierosināšanas sistēmas ir ierīces, kas ražo gaismu, elektrisko vai ķīmisko enerģiju.Pašlaik galvenie stimulēšanas līdzekļi ir gaisma, elektrība vai ķīmiska reakcija.Lāzervielas ir vielas, kas var radīt lāzera gaismu, piemēram, rubīni, berilija stikls, neona gāze, pusvadītāji, organiskās krāsvielas utt. Optiskās rezonanses kontroles uzdevums ir uzlabot izvadītā lāzera spilgtumu, pielāgot un izvēlēties viļņa garumu un virzienu. no lāzera.
D. Pieteikums
Lāzers tiek plaši izmantots, galvenokārt šķiedru komunikācija, lāzera diapazons, lāzergriešana, lāzera ieroči, lāzera disks un tā tālāk.
E. Vēsture
1958. gadā amerikāņu zinātnieki Sjaolu un Taunss atklāja maģisku parādību: uzliekot iekšējās spuldzes izstaroto gaismu uz retzemju kristāla, kristāla molekulas izstaros spilgtu, vienmēr kopā spēcīgu gaismu.Saskaņā ar šo fenomenu viņi ierosināja "lāzera principu", tas ir, kad viela tiek ierosināta ar tādu pašu enerģiju kā tās molekulu dabiskās svārstību frekvence, tā radīs šo spēcīgo gaismu, kas nešķiras - lāzeru.Viņi atrada šim nolūkam svarīgus dokumentus.
Pēc Sciolo un Taunsa pētījumu rezultātu publicēšanas dažādu valstu zinātnieki ierosināja dažādas eksperimentālās shēmas, taču tās nebija veiksmīgas.1960. gada 15. maijā Meimens, Kalifornijas Hjūza laboratorijas zinātnieks, paziņoja, ka ir ieguvis lāzeru ar viļņa garumu 0,6943 mikroni, kas bija pirmais lāzers, ko jebkad ir ieguvuši cilvēki, un tādējādi Meimens kļuva par pirmo zinātnieku pasaulē. ieviest lāzerus praktiskajā jomā.
1960. gada 7. jūlijā Mayman paziņoja par pasaulē pirmā lāzera rašanos, Meimana shēma ir izmantot augstas intensitātes zibspuldzes cauruli, lai stimulētu hroma atomus rubīna kristālā, tādējādi radot ļoti koncentrētu plānu sarkanās gaismas kolonnu, kad tā tiek izšauta. noteiktā brīdī tas var sasniegt temperatūru, kas ir augstāka par saules virsmu.
Padomju zinātnieks H.Γ Basovs izgudroja pusvadītāju lāzeru 1960. gadā. Pusvadītāju lāzera struktūra parasti sastāv no P slāņa, N slāņa un aktīvā slāņa, kas veido dubultu heterosavienojumu.Tās īpašības ir: mazs izmērs, augsta savienojuma efektivitāte, ātrs reakcijas ātrums, viļņa garums un izmērs atbilst optiskās šķiedras izmēram, var tieši modulēt, laba saskaņotība.
Seši, daži no galvenajiem lāzera pielietojuma virzieniem
F. Lāzera komunikācija
Gaismas izmantošana informācijas pārraidei mūsdienās ir ļoti izplatīta.Piemēram, kuģi saziņai izmanto gaismas, bet luksofori izmanto sarkano, dzelteno un zaļo gaismu.Bet visus šos informācijas pārraidīšanas veidus, izmantojot parasto gaismu, var ierobežot tikai nelielos attālumos.Ja vēlaties pārraidīt informāciju tieši uz attālām vietām caur gaismu, jūs nevarat izmantot parasto gaismu, bet izmantot tikai lāzerus.
Tātad, kā jūs piegādājat lāzeru?Mēs zinām, ka elektrību var nest pa vara vadiem, bet gaismu nevar nest pa parastajiem metāla vadiem.Šim nolūkam zinātnieki ir izstrādājuši kvēldiegu, kas var pārraidīt gaismu, ko sauc par optisko šķiedru, ko dēvē par šķiedru.Optiskā šķiedra ir izgatavota no īpašiem stikla materiāliem, diametrs ir plānāks par cilvēka matu, parasti 50 līdz 150 mikroni, un ļoti mīksts.
Faktiski šķiedras iekšējais kodols ir ar augstu caurspīdīga optiskā stikla laušanas koeficientu, un ārējais pārklājums ir izgatavots no stikla vai plastmasas ar zemu laušanas koeficientu.Šāda struktūra, no vienas puses, var likt gaismai lauzt gar iekšējo serdi, tāpat kā ūdenim, kas plūst uz priekšu pa ūdens cauruli, elektrību vadā pārvadīt uz priekšu, pat ja tūkstošiem līkloču un pagriezienu nav nekādas ietekmes.No otras puses, pārklājums ar zemu refrakcijas indeksu var novērst gaismas noplūdi, tāpat kā ūdensvads nesūcas un stieples izolācijas slānis nevada elektrību.
Optiskās šķiedras izskats atrisina gaismas pārraides veidu, taču tas nenozīmē, ka ar to jebkuru gaismu var pārraidīt ļoti tālu.Tikai augsts spilgtums, tīra krāsa, labs virziena lāzers, ir ideālākais gaismas avots informācijas pārraidei, tas tiek ievadīts no viena šķiedras gala, gandrīz bez zudumiem un izvade no otra gala.Tāpēc optiskā komunikācija būtībā ir lāzersakari, kuras priekšrocības ir liela jauda, augsta kvalitāte, plašs materiālu avots, spēcīga konfidencialitāte, izturība utt., un zinātnieki to slavē kā revolūciju komunikācijas jomā, un tā ir viena no tām. no spožākajiem sasniegumiem tehnoloģiskajā revolūcijā.
Izlikšanas laiks: 2023. gada 29. jūnijs