Tha leusair a’ toirt iomradh air a’ phròiseas agus an inneal airson gathan solais co-cheangailte, aon-dathach, co-leanailteach a chruthachadh tro bhith a’ meudachadh rèididheachd brosnaichte agus fios-air-ais riatanach. Gu bunaiteach, tha trì eileamaidean a dhìth airson gineadh leusair: “ath-fhuaimneadair,” “meadhan buannachd,” agus “stòr pumpaidh.”
A. Prionnsabal
Faodar staid gluasaid ataim a roinn ann an diofar ìrean lùtha, agus nuair a ghluaiseas an t-ataim bho ìre lùtha àrd gu ìre lùtha ìosal, bidh e a’ leigeil ma sgaoil fotonan den lùth co-fhreagarrach (ris an canar rèididheachd spontáineach). San aon dòigh, nuair a thuiteas foton air siostam ìre lùtha agus ga ghabhail a-steach leis, bheir e air an dadam gluasad bho ìre lùtha ìosal gu ìre lùtha àrd (ris an canar gabhail a-steach brosnaichte); An uairsin, gluaisidh cuid de na dadaman a ghluaiseas gu ìrean lùtha nas àirde gu ìrean lùtha nas ìsle agus leigidh iad a-mach fotonan (ris an canar rèididheachd brosnaichte). Chan eil na gluasadan sin a’ tachairt leotha fhèin, ach gu tric ann an co-shìnte. Nuair a chruthaicheas sinn suidheachadh, leithid a bhith a’ cleachdadh a’ mheadhain iomchaidh, ath-fhuaimneadair, raon dealain taobh a-muigh gu leòr, bidh an rèididheachd brosnaichte air a mheudachadh gus am bi barrachd air an gabhail a-steach brosnaichte, an uairsin san fharsaingeachd, bidh fotonan air an leigeil a-mach, agus mar thoradh air sin bidh solas laser ann.
B. Seòrsachadh
A rèir a’ mheadhain a bhios a’ dèanamh an leusair, faodar an leusair a roinn ann an leusair leaghaidh, leusair gas agus leusair cruaidh. A-nis, is e seòrsa de leusair staid-chruaidh an leusair leth-chonnsachaidh as cumanta.
C. Co-dhèanamh
Tha a’ mhòr-chuid de leusairean air an dèanamh suas de thrì pàirtean: siostam brosnachaidh, stuth leusair agus ath-shondair optigeach. Is e innealan a bhios a’ toirt a-mach solas, lùth dealain no ceimigeach a th’ ann an siostaman brosnachaidh. An-dràsta, is e solas, dealan no ath-bhualadh ceimigeach na prìomh dhòighean brosnachaidh a thathas a’ cleachdadh. Is e stuthan leusair stuthan as urrainn solas leusair a thoirt a-mach, leithid rubies, glainne beryllium, gas neon, leth-chonnsachaidhean, dathan organach, msaa. Is e obair smachd ath-shondais optigeach soilleireachd an leusair toraidh a mheudachadh, tonn-fhaid agus stiùireadh an leusair atharrachadh agus a thaghadh.
D. Iarrtas
Tha laser air a chleachdadh gu farsaing, gu sònraichte conaltradh snàithleach, raon laser, gearradh laser, armachd laser, diosc laser agus mar sin air adhart.
E. Eachdraidh
Ann an 1958, lorg luchd-saidheans Ameireaganach Xiaoluo agus Townes rud draoidheil: nuair a chuireas iad an solas a tha air a sgaoileadh leis a’ bholb solais a-staigh air criostal talmhainn tearc, bidh moileciuilean a’ chriostail a’ leigeil a-mach solas soilleir, làidir còmhla an-còmhnaidh. A rèir an rud seo, mhol iad “prionnsapal an leusair”, is e sin, nuair a bhios an stuth air a bhrosnachadh leis an aon lùth ris an tricead crathadh nàdarrach de na moileciuilean aige, bidh e a’ toirt a-mach an solas làidir seo nach eil a’ sgaoileadh - leusair. Lorg iad pàipearan cudromach airson seo.
Às dèidh foillseachadh thoraidhean rannsachaidh Sciolo agus Townes, mhol luchd-saidheans à diofar dhùthchannan diofar sgeamaichean deuchainneach, ach cha robh iad soirbheachail. Air 15 Cèitean 1960, dh’ainmich Mayman, neach-saidheans aig Hughes Laboratory ann an California, gun robh e air laser fhaighinn le tonn-fhaid de 0.6943 microns, a’ chiad laser a fhuair daoine a-riamh, agus mar sin b’ e Mayman a’ chiad neach-saidheans san t-saoghal a thug lasers a-steach don raon practaigeach.
Air 7 Iuchar 1960, dh’ainmich Mayman breith a’ chiad leusair san t-saoghal. ’S e sgeama Mayman tiùb lasair àrd-dian a chleachdadh gus ataman cròmium a bhrosnachadh ann an criostal rubaidh, agus mar sin colbh solais dhearg tana glè dhùmhail a chruthachadh. Nuair a thèid a losgadh aig puing sònraichte, faodaidh e teòthachd nas àirde na uachdar na grèine a ruighinn.
Chruthaich an saidheansair Sobhietach H.Γ Basov an leusair leth-chonnsachaidh ann an 1960. Mar as trice tha structar an leusair leth-chonnsachaidh air a dhèanamh suas de shreath P, sreath N agus sreath gnìomhach a tha a’ cruthachadh dà heterojunction. Is iad na feartan aige: meud beag, èifeachdas ceangail àrd, astar freagairt luath, tonn-fhaid agus meud a’ freagairt ri meud an t-snàithleach optigeach, faodar a mhodachadh gu dìreach, deagh cho-leanailteachd.
Sia, cuid de na prìomh stiùiridhean tagraidh airson laser
F. Conaltradh leusair
Tha cleachdadh solais airson fiosrachadh a thar-chur gu math cumanta an-diugh. Mar eisimpleir, bidh soithichean a’ cleachdadh solais airson conaltradh, agus bidh solais trafaic a’ cleachdadh dearg, buidhe is uaine. Ach chan urrainnear na dòighean sin uile airson fiosrachadh a thar-chur le solas àbhaisteach a chuingealachadh ach ri astaran goirid. Mura h-eil thu airson fiosrachadh a thar-chur gu dìreach gu àiteachan fad às tro sholas, chan urrainn dhut solas àbhaisteach a chleachdadh, ach dìreach leusairean a chleachdadh.
Mar sin ciamar a lìbhrigeas tu an leusair? Tha fios againn gum faodar dealan a ghiùlan air uèirichean copair, ach nach gabh solas a ghiùlan air uèirichean meatailt àbhaisteach. Gus seo a dhèanamh, tha luchd-saidheans air filament a leasachadh as urrainn solas a thar-chuir, ris an canar snàithleach optaigeach, ris an canar snàithleach. Tha snàithleach optaigeach air a dhèanamh de stuthan glainne sònraichte, tha an trast-thomhas nas taine na falt daonna, mar as trice 50 gu 150 micron, agus glè bhog.
Gu dearbh, tha cridhe a-staigh an t-snàithleach air a dhèanamh de ghlainne optigeach follaiseach le clàr-amais ath-tharraingeach àrd, agus tha an còmhdach a-muigh air a dhèanamh de ghlainne no plastaig le clàr-amais ath-tharraingeach ìosal. Air an aon làimh, faodaidh structar mar seo an solas ath-tharraingeach a dhèanamh air feadh a’ chridhe a-staigh, dìreach mar uisge a’ sruthadh air adhart anns a’ phìob uisge, dealan a thèid a thar-chur air adhart anns an uèir, eadhon ged nach eil buaidh sam bith aig mìltean de thionndaidhean is tionndadh. Air an làimh eile, faodaidh an còmhdach clàr-amais ath-tharraingeach ìosal casg a chuir air solas bho bhith a’ leigeil a-mach, dìreach mar nach bi am pìob uisge a’ sileadh agus nach bi còmhdach insulation an uèir a’ giùlan dealan.
Tha coltas snàithleach optaigeach a’ fuasgladh an dòigh air solas a thar-chur, ach chan eil sin a’ ciallachadh gun gabh solas sam bith a thar-chur leis gu astar fada. Is e soilleireachd àrd, dath fìor-ghlan, agus laser treòrachail math an stòr solais as fheàrr airson fiosrachadh a thar-chur. Tha e air a chuir a-steach bho aon cheann den t-snàithleach, cha mhòr gun chall, agus tha e air a thoirt a-mach bhon cheann eile. Mar sin, tha conaltradh optaigeach gu bunaiteach na chonaltradh laser, agus tha na buannachdan aige leithid comas mòr, càileachd àrd, stòr stuthan farsaing, dìomhaireachd làidir, seasmhachd, msaa., agus tha luchd-saidheans ga mholadh mar ar-a-mach ann an raon conaltraidh, agus tha e mar aon de na coileanaidhean as soilleire san ar-a-mach teicneòlach.
Àm puist: 29 Ògmhios 2023