Lazerlarning ishlash printsipi va printsipi nima?

QanaqasigaLazerlarIsh

Erkin elektron lazerlardan tashqari, barcha turdagi lazerlarning asosiy ishlash printsipi bir xil. Lazer ishlab chiqarishning muhim shartlari zarrachalar sonining inversiyasi va yo'qotishdan ko'proq daromad olishdir, shuning uchun qurilmaning muhim tarkibiy qismlari qo'zg'alish (yoki nasos) manbai va metastabil energiya darajasiga ega ishchi muhitni o'z ichiga oladi. Qo'zg'alish - bu zarracha populyatsiyasining inversiyasini amalga oshirish va saqlash uchun sharoit yaratib, tashqi energiyani yutib olgandan so'ng, ishchi muhitni qo'zg'aluvchan holatga keltirishi. Qo'zg'alish usullariga optik qo'zg'alish, elektr qo'zg'alish, kimyoviy qo'zg'alish va yadro energiyasini qo'zg'atish kiradi.

Ishchi muhitning metastabil energiya darajasi stimulyatsiya qilingan nurlanishni dominant qiladi va shu bilan yorug'likning kuchayishini amalga oshiradi. Lazerdagi umumiy komponent rezonatordir, lekin rezonator (qarang. Optik rezonator) muhim qism emas. Rezonator bo'shliqdagi fotonlarni izchil chastota, faza va ish yo'nalishiga ega bo'lishi mumkin, shunda lazer yaxshi yo'nalish va muvofiqlikka ega bo'ladi. Bundan tashqari, u ishlaydigan moddaning uzunligini juda yaxshi qisqartirishi mumkin, shuningdek, rezonans bo'shlig'ining uzunligini o'zgartirish (ya'ni, rejim tanlash) orqali hosil bo'lgan lazer nurining rejimini sozlashi mumkin, shuning uchun odatda lazerlar rezonans bo'shlig'iga ega.

Lazerlar odatda uch qismdan iborat:

1. Ishlaydigan modda:lazerning yadrosi, faqat energiya darajasiga o'tishga erisha oladigan modda lazerning ishchi moddasi sifatida ishlatilishi mumkin.

2. Energiyani rag'batlantirish:Uning vazifasi ishlaydigan moddaga energiya berish va atomlarni past energiya darajasidan yuqori energiya darajasiga tashqi energiyaga qo'zg'atishdir. Odatda yorug'lik energiyasi, issiqlik energiyasi, elektr energiyasi, kimyoviy energiya va boshqalar bo'lishi mumkin.

3. Optik rezonans bo'shlig'i:Birinchi funktsiya ishchi moddaning stimulyatsiyalangan nurlanishini davom ettirishdir; ikkinchisi - fotonlarni doimiy ravishda tezlashtirish; uchinchisi - lazer chiqishi yo'nalishini cheklash. Eng oddiy optik rezonator HeNe lazerining ikkala uchida joylashgan ikkita parallel oynadan iborat. Ba'zi neon atomlari zarrachalar soni inversiyasiga erishgan ikkita energiya darajasi o'rtasida o'tganda va lazer yo'nalishiga parallel ravishda fotonlarni nurlantirganda, bu fotonlar ikkita ko'zgu o'rtasida oldinga va orqaga aks etadi va shu bilan doimiy ravishda stimulyatsiya qilingan nurlanishni keltirib chiqaradi. etarlicha kuchli lazer ishlab chiqariladi.

Lazerlar tomonidan chiqariladigan sof va spektral barqaror yorug'lik ko'p jihatdan ishlatilishi mumkin

Ruby lazer:Asl lazer yorqin miltillovchi lampochkadan hayajonlangan yoqut edi va ishlab chiqarilgan lazer doimiy barqaror nur emas, balki "impulsli lazer" edi. Ushbu lazer tomonidan ishlab chiqarilgan yorug'lik tezligining sifati bugungi kunda biz ishlatadigan lazer diodlari tomonidan ishlab chiqarilgan lazerdan tubdan farq qiladi. Bir necha nanosekund davom etadigan bu kuchli yorug'lik emissiyasi odamlarning gologramma portretlari kabi oson harakatlanuvchi narsalarni suratga olish uchun idealdir. Birinchi lazerli portret 1967 yilda tug'ilgan. Ruby lazerlari qimmatbaho yoqutlarni talab qiladi va faqat qisqa yorug'lik zarbalarini chiqaradi.

He-Ne lazer:1960 yilda olimlar Ali Yavan, Uilyam R.Brennet Jr va Donald Herriot He-Ne lazerini yaratdilar. Bu gologramma fotograflar tomonidan keng qo'llaniladigan birinchi gaz lazeri edi. Ikkita afzallik: 1. Uzluksiz lazer chiqishi hosil bo'ladi; 2. Yorug'lik qo'zg'alishi uchun lampochka kerak emas, gaz esa elektr toki bilan qo'zg'atiladi.

Lazerli diod:Lazer diodi hozirgi vaqtda eng ko'p ishlatiladigan lazerlardan biridir. Yorug'lik chiqarish uchun diodaning PN birikmasining har ikki tomonidagi elektronlar va teshiklarning o'z-o'zidan rekombinatsiyasi fenomeni o'z-o'zidan emissiya deb ataladi. O'z-o'zidan emissiya natijasida hosil bo'lgan fotonlar yarimo'tkazgichdan o'tganda, ular chiqarilgan elektron teshik juftlari yonidan o'tgandan so'ng, ular yangi fotonlarni hosil qilish uchun rekombinatsiya qilish uchun rag'batlantirilishi mumkin, bu esa yangi fotonlarni chiqarish uchun hayajonlangan tashuvchilarning rekombinatsiyasini keltirib chiqaradi. emissiya.

Agar AOK qilingan oqim etarlicha katta bo'lsa, issiqlik muvozanat holatiga qarama-qarshi bo'lgan tashuvchining taqsimlanishi hosil bo'ladi, ya'ni zarrachalarning populyatsiyasi teskari bo'ladi. Faol qatlamdagi ko'p sonli tashuvchilar teskari bo'lganda, o'z-o'zidan nurlanish natijasida hosil bo'lgan oz miqdordagi fotonlar rezonatorning har ikki uchida o'zaro aks etishi tufayli induktsiyalangan nurlanish hosil qiladi, natijada chastota-selektiv rezonansning ijobiy qayta aloqasi yoki ma'lum bir chastota uchun daromad olish. Agar daromad yutilish yo'qolishidan katta bo'lsa, PN birikmasidan - lazerdan yaxshi spektral chiziqlarga ega bo'lgan kogerent yorug'lik chiqarilishi mumkin. Lazerli diodlar ixtirosi lazer ilovalarini tez ommalashtirdi va axborotni skanerlash, optik tolali aloqa, lazer diapazoni, lazer radar, lazer disklari, lazer ko'rsatkichlari, supermarket to'lovlari yig'ish va boshqalar kabi turli xil ilovalar doimiy ravishda ishlab chiqilmoqda va ommalashtirilmoqda.

Bog'lanish uchun ma'lumot:

Agar sizda biron bir fikr bo'lsa, biz bilan gaplashing. Mijozlarimiz qayerda bo'lishidan va bizning talablarimiz qanday bo'lishidan qat'i nazar, biz mijozlarimizga yuqori sifat, arzon narxlar va eng yaxshi xizmatni taqdim etish maqsadimizga amal qilamiz.