Laser viitab kollimeeritud, monokromaatiliste, sidusate valguskiirte genereerimise protsessile ja instrumendile stimuleeritud kiirguse võimendamise ja vajaliku tagasiside kaudu. Põhimõtteliselt nõuab laseri genereerimine kolme elementi: „resonaator”, „võimenduse keskmine” ja „pumpamisallikas”.
A. Põhimõte
Aatomi liikumisseisundit saab jagada erinevateks energiatasemeteks ja kui aatom läheb kõrge energiatasemelt madala energiatasemele, vabastab see vastava energia footoneid (nn spontaanne kiirgus). Sarnaselt, kui footon langeb energiataseme süsteemile ja imendub sellega, põhjustab see aatomi ülemineku madala energiatasemelt kõrgele energiatasemele (nn ergastatud neeldumine); Seejärel lähevad mõned aatomid, mis üleminek kõrgemale energiatasemele, ülemineku energiatasemele ja eraldavad footoneid (nn stimuleeritud kiirgus). Need liikumised ei esine eraldatult, vaid sageli paralleelselt. Kui loome tingimuse, näiteks kasutades sobivat söödet, resonaatorit, piisavalt välist elektrivälja, võimendatakse stimuleeritud kiirgust nii, et rohkem kui stimuleeritud imendumine, siis üldiselt eraldub footonitega, mille tulemuseks on laservalgus.
B. klassifikatsioon
Laserit tekitava söötme kohaselt saab laseri jagada vedelaks laseriks, gaasilaseriks ja tahkeks laseiks. Nüüd on kõige levinum pooljuhtide laser omamoodi tahkislaser.
C. kompositsioon
Enamik lasereid koosneb kolmest osast: ergastussüsteem, laseri materjal ja optiline resonaator. Ergastussüsteemid on seadmed, mis toodavad kerget, elektri- või keemilist energiat. Praegu on kasutatud peamised stiimullikud vahendid kerged, elekter või keemiline reaktsioon. Laser -ained on ained, mis võivad tekitada laservalgust, nagu rubiinid, berülliumklaas, neoongaas, pooljuhid, orgaanilised värvained jne. Optilise resonantsikontrolli roll on väljundlaseri heleduse suurendamine, reguleerimine ja valitud laserlaine ja suund.
Taotlus
Laserit kasutatakse laialdaselt, peamiselt kiudaineid, laservahemik, laserlõikamine, laserrelvad, laserketas jne.
E. ajalugu
Aastal 1958 avastasid Ameerika teadlased Xiaoluo ja Townes maagilise nähtuse: kui nad panevad haruldase muldmetalli kristallile sisemise lambipirni valguse, eraldavad kristalli molekulid eredaks, alati koos tugevat valgust. Selle nähtuse kohaselt pakkusid nad välja “laseri põhimõtte”, st kui ainet ergastatakse sama energiaga kui selle molekulide looduslik võnkumissagedus, tekitab see selle tugeva valguse, mis ei erine - laser. Nad leidsid selle jaoks olulisi pabereid.
Pärast Sciolo ja Townesi uurimistulemuste avaldamist pakkusid erinevate riikide teadlased erinevaid eksperimentaalseid skeeme, kuid need ei olnud edukad. 15. mail 1960 teatas Californias Hughesi labori teadlane Mayman, et ta on saanud laseriga lainepikkusega 0,6943 mikronit, mis oli esimene laser, mille inimesed kunagi saadi, ja Maymanist sai seega esimeseks teadlaseks maailmas, kes tutvustas laserteid praktilises valdkonnas.
7. juulil 1960 teatas Mayman maailma esimese laseri sünnist, Maymani skeem on kasutada kõrge intensiivsusega välktoru kroomi aatomite stimuleerimiseks rubiini kristallis, tekitades sellega väga kontsentreeritud õhukese punase tulega kolonni, kui see tulistatakse teatud punktis, see võib jõuda temperatuurist kõrgemale kui päikese pinnal.
Nõukogude teadlane H.γ Basov leiutas pooljuhtlaseri 1960. aastal. Pooljuhtlaseri struktuur koosneb tavaliselt P -kihist, N -kihist ja aktiivsest kihist, mis moodustavad topeltheterojunktsiooni. Selle omadused on: väikesed, suure haakesefektiivsuse, kiire reageerimise kiirus, lainepikkus ja suurus sobivad optilise kiudainega, seda saab otseselt moduleerida, head sidusust.
Kuus, mõned peamised laserrakendusjuhised
F. Laserside
Valguse kasutamine teabe edastamiseks on tänapäeval väga tavaline. Näiteks kasutavad laevad suhtlemiseks tulesid ja fooride kasutamine kasutab punast, kollast ja rohelist. Kuid kõik need teabe edastamise viisid tavalise valguse abil saab piirduda ainult lühikeste vahemaadega. Kui soovite teavet otse valguse kaudu kaugematesse kohtadesse edastada, ei saa te tavalist valgust kasutada, vaid ainult lasereid kasutada.
Kuidas siis laseriga toimetada? Me teame, et elektrit saab kanda mööda vaskjuhtmeid, kuid valgust ei saa kanda mööda tavalisi metallijuhtmeid. Sel eesmärgil on teadlased välja töötanud hõõgniidi, mis võib edastada valgust, mida nimetatakse optiliseks kiudaineks, mida nimetatakse kiudaineks. Optiline kiud on valmistatud spetsiaalsetest klaasmaterjalidest, läbimõõt on õhem kui inimese juuksed, tavaliselt 50–150 mikronit ja väga pehme.
Tegelikult on kiu sisemine südamik läbipaistva optilise klaasi kõrge murdumisnäitaja ja välimine kate on valmistatud madalast murdumisnäitaja klaasist või plastist. Selline konstruktsioon võib ühelt poolt muuta valguse sisemisse südamikku, nagu ka veetorusse ettepoole voolav vesi, mis on traadi ette nähtud, isegi kui tuhandetel keerdkäikudel pole mingit mõju. Teisest küljest võib madala refraktiivse indeksikate ära hoida valguse lekkimist, just nagu veetoru ei imbu, ja traadi isolatsioonikiht ei vii elektrit.
Optilise kiudude välimus lahendab valguse edastamise viisi, kuid see ei tähenda, et sellega saab iga valguse kanda väga kaugele. Ainult kõrge heledus, puhas värv, hea suunalaser, on kõige ideaalsem valgusallikas teabe edastamiseks, see sisestatakse kiu ühest otsast, peaaegu puudub kadu ja väljund teisest otsast. Seetõttu on optiline suhtlus sisuliselt laserkommunikatsiooniga, millel on suure võimekuse eelised, kõrge kvaliteet, lai materjalide allikas, tugev konfidentsiaalsus, vastupidavus jne ning mida teadlased tervitavad kui revolutsiooni suhtlemisvaldkonnas ja see on üks säravamaid saavutusi tehnoloogilises revolutsioonis.
Postiaeg: 29. juuni 20123