Kif jaħdem il-laser
Ħlief għal lejżers b'elettroni ħielsa, il-prinċipji bażiċi tax-xogħol ta 'diversi lejżers huma l-istess. Il-kundizzjoni indispensabbli għall-ġenerazzjoni tad-dawl tal-laser hija li l-inverżjoni u l-gwadann tal-popolazzjoni huma ikbar mit-telf, għalhekk il-komponenti indispensabbli tal-apparat huma s-sors ta 'eċċitazzjoni (jew ippumpjar) u l-mezz tax-xogħol bil-livell ta' enerġija metastabbli. Eċċitazzjoni hija l-eċitazzjoni tal-mezz tax-xogħol biex teċċita l-istat eċitat, toħloq kundizzjonijiet biex tinkiseb u tinżamm l-inverżjoni tal-popolazzjoni. Il-metodi ta 'inċentiv jinkludu eċitazzjoni ottika, eċitazzjoni elettrika, eċitazzjoni kimika u eċitazzjoni ta' enerġija nukleari.
Il-livell ta 'enerġija metastabbli tal-mezz tax-xogħol huwa tali li r-radjazzjoni stimulata tiddomina, u b'hekk tinkiseb amplifikazzjoni ottika. Komponent komuni ta 'lejżer huwa ħofra reżonanti, iżda l-kavità reżonanti (ara l-kavità ottika) mhix komponent indispensabbli. Il-kavità reżonanti tippermetti li l-fotoni fil-kavità jkollhom frekwenza, fażi u direzzjoni ta 'l-ivvjaġġar konsistenti, u b'hekk jippermettu lill-lejżer ikollu Direzzjonalità u koerenza Tajba. Barra minn hekk, tista 'tqassar sew it-tul tas-sustanza li taħdem, u tista' wkoll taġġusta l-mod tal-lejżer iġġenerat billi tbiddel it-tul tal-kavità (jiġifieri, l-għażla tal-modalità), u għalhekk il-lejżer ġeneralment għandu ħofra reżonanti.
Il-laser ġeneralment jikkonsisti fi tliet partijiet
1. Sustanza tax-xogħol: Il-qalba tal-laser, il-materjal biss li jista 'jikseb it-transizzjoni fil-livell ta' enerġija jista 'jintuża bħala s-sustanza operattiva tal-laser.
2, enerġija ta 'inċentiv: ir-rwol tagħha huwa li tagħti l-enerġija lis-sustanza li taħdem, l-atomu huwa eċċitat mil-livell baxx ta' enerġija sal-livell għoli ta 'enerġija tal-enerġija esterna. Normalment ikun hemm enerġija ħafifa, enerġija termali, enerġija elettrika, enerġija kimika u l-bqija.
3. Ħofra ta 'reżonanza ottika: L-ewwel azzjoni hija li tagħmel ir-radjazzjoni stimulata tas-sustanza li taħdem b'mod kontinwu; it-tieni huwa li l-foton jitħaffef kontinwament; it-tielet huwa li tillimita d-direzzjoni tal-ħruġ tal-laser. L-iktar kavità ottika l-aktar sempliċi tikkonsisti f'żewġ mirja parallelli reċiprokament imqiegħda fit-truf tal-laser HeNe. Meta xi atomi tad-dewterju jgħaddu bejn żewġ livelli ta 'enerġija li jiksbu inverżjoni tal-partiċelli, u jarmu fotoni paralleli mad-direzzjoni tal-lejżer, dawn il-fotoni jirriflettu quddiem u lura bejn iż-żewġ mirja, ub'hekk jikkawżaw kontinwament radjazzjoni stimulata. A laser qawwi ħafna huwa prodott malajr ħafna.
Id-dawl pur u l-ispettru stabbli tal-lejżer jistgħu jiġu applikati f'ħafna aspetti.
Ruby Laser: Il-lejżer oriġinali kien ruby li kien eċitat minn bozza ta 'flash qawwi. Il-lejżer prodott kien “lejżer bl-impulsi” aktar milli raġġ stabbli kontinwament. Il-kwalità tad-dawl prodott minn dan il-laser hija essenzjalment differenti mil-lejżer prodott mid-dajowd tal-lejżer li nużaw illum. Din l-emissjoni ta 'dawl intensa, li ddum biss ftit nanosekonda, hija ideali biex jinqabdu oġġetti li huma faċli biex jiċċaqilqu, bħal ritratti ta' ritratti olografiċi. L-ewwel ritratt bil-lejżer twieled fl-1967. Lasers Ruby jeħtieġu rubini għaljin u jistgħu jipproduċu biss tifqigħ qasir ta 'dawl.
Helium laser: Fl-1960 ix-xjentisti Ali Javan, William R. Brennet Jr. u Donald Herriot iddisinjaw il-laser HeNe. Din hija l-ewwel lejżer tal-gass li huwa komunement użat fil-fotografi olografiċi. Żewġ vantaġġi: 1. Ipproduċi output kontinwu tal-laser; 2. L-ebda ħtieġa għal flash bozza biex twettaq eċitazzjoni tad-dawl, imma uża gass ta 'eċitazzjoni elettriku.
Dajowd tal-lejżer: Dajowd tal-lejżer huma wieħed mill-aktar lasers l-iktar użati. Il-fenomenu ta 'rikombinazzjoni spontanja ta' elettroni u toqob fuq iż-żewġ naħat tal-junction PN ta 'diode huwa msejjaħ emissjoni spontanja. Meta l-fotoni ġġenerati minn emissjoni spontanja jgħaddu mis-semikonduttur, ladarba jgħaddu mill-pari ta 'toqob elettroni emessi, jistgħu jkunu eċċitati biex jerġgħu jingħaqdu biex jipproduċu fotoni ġodda, li jinduċu lit-trasportaturi eċċitati biex jerġgħu jgħaqqdu u jarmu fotoni ġodda. Il-fenomenu jissejjaħ radjazzjoni stimulata.
Jekk il-kurrent ta 'l-injezzjoni huwa kbir biżżejjed, tiġi ffurmata distribuzzjoni ta' ġarr opposta għall-istat ta 'ekwilibriju termali, jiġifieri, in-numru tal-popolazzjoni maqluba. Meta t-trasportaturi fis-saff attiv ikunu f'numru kbir ta 'treġġigħ lura, ammont żgħir ta' fotoni ġġenerati spontanjament jiġġeneraw radjazzjoni induttiva minħabba riflessjoni reċiproka fiż-żewġt itruf tal-kavità reżonanti, li tirriżulta f 'feedback selettiv tar-reżonanza selettiva tal-frekwenza, jew qligħ għal ċerta frekwenza. Meta l-gwadann ikun ikbar mit-telf ta 'assorbiment, dawl koerenti b'linja spettrali tajba, il-lejżer, jista' joħroġ mill-junction PN. L-invenzjoni ta 'dijodi tal-lejżer tippermetti l-applikazzjoni rapida ta' applikazzjonijiet bil-lejżer, tipi varji ta 'skannjar ta' informazzjoni, komunikazzjoni tal-fibra ottika, firxa ta 'lejżer, radar bil-lejżer, diski tal-lejżer, indikaturi tal-lejżer, kollezzjonijiet ta' supermarkits, eċċ., U applikazzjonijiet varji qed jiġu żviluppati u popolarizzati kontinwament .
