Tha laser a ’toirt iomradh air a’ phròiseas agus an ionnstramaid airson a bhith a ’gineadh sailean solais cruinn, monochromatic, ciallach tro leudachadh rèididheachd brosnachail agus fios air ais riatanach.Gu bunaiteach, feumaidh gineadh laser trì eileamaidean: “resonator,” “meadhan buannachd,” agus “stòr pumpaidh.”
A. Prionnsabal
Faodar staid gluasad dadaman a roinn ann an diofar ìrean lùtha, agus nuair a ghluaiseas an atom bho ìre lùth àrd gu ìre lùth ìosal, bidh e a’ leigeil a-mach photons de lùth co-fhreagarrach (rèididheachd gun spionnadh).Mar an ceudna, nuair a tha photon a 'tachairt air siostam ìre lùtha agus air a ghabhail a-steach leis, bheir e air an atom gluasad bho ìre lùth ìseal gu ìre lùth àrd (ris an canar in-ghabhail inntinneach);An uairsin, gluaisidh cuid de na dadaman a ghluaiseas gu ìrean lùtha nas àirde gu ìrean lùtha nas ìsle agus cuiridh iad a-mach photons (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 meadhan iomchaidh, resonator, raon dealain gu leòr bhon taobh a-muigh, tha an rèididheachd brosnaichte air a mheudachadh gus am bi barrachd air an sùghadh brosnachail, an uairsin san fharsaingeachd, bidh photons air an leigeil a-mach, a’ leantainn gu solas laser.
B. Seòrsachadh
A rèir a 'mheadhan a tha a' dèanamh an leusair, faodar an leusair a roinn ann an leusair leaghaidh, leusair gas agus leusair cruaidh.A-nis tha an leusair semiconductor as cumanta na sheòrsa de leusair stàite cruaidh.
C. Cumadh
Tha a’ mhòr-chuid de leusairean air an dèanamh suas de thrì phàirtean: siostam excitation, stuth laser agus resonator optigeach.Is e siostaman excitation innealan a bheir a-mach lùth aotrom, dealain no ceimigeach.Aig an àm seo, is e solas, dealan no ath-bhualadh ceimigeach na prìomh dhòighean brosnachaidh.Is e stuthan laser stuthan as urrainn solas laser a thoirt gu buil, leithid rubies, glainne beryllium, gas neon, semiconductors, dathan organach, msaa. den leusair.
D. Iarrtas
Tha laser air a chleachdadh gu farsaing, sa mhòr-chuid conaltradh snàithleach, raon laser, gearradh laser, armachd laser, diosc laser agus mar sin air adhart.
E. Eachdraidh
Ann an 1958, lorg an luchd-saidheans Ameireaganach Xiaoluo agus Townes iongantas draoidheil: nuair a chuireas iad an solas a chuir am bulb solais a-staigh air criostal talmhainn tearc, bidh moileciuilean na criostal a’ leigeil a-mach solas soilleir, an-còmhnaidh còmhla.A rèir an iongantas seo, mhol iad am “prionnsabal laser”, is e sin, nuair a tha an stuth air a bhrosnachadh leis an aon lùth ri tricead oscillation nàdarra a mholacilean, bheir e a-mach an solas làidir seo nach eil a’ dol eadar-dhealaichte - leusair.Lorg iad pàipearan cudromach airson seo.
Às deidh toraidhean rannsachaidh Sciolo agus Townes fhoillseachadh, mhol luchd-saidheans bho dhiofar 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 d’ fhuair e leusair le tonn-tonn de 0.6943 microns, a’ chiad leusair a fhuair daoine a-riamh, agus mar sin b’ e Mayman a’ chiad neach-saidheans san t-saoghal. gus lasers a thoirt a-steach don raon practaigeach.
Air 7 Iuchar, 1960, dh’ainmich Mayman gun do rugadh a’ chiad leusair san t-saoghal, is e sgeama Mayman a bhith a’ cleachdadh tiùb-flash àrd-dian gus dadaman chromium a bhrosnachadh ann an criostal ruby, agus mar sin a’ toirt a-mach colbh solais dearg tana gu math dùmhail, nuair a thèid a losgadh. aig àm sònraichte, faodaidh e teòthachd nas àirde na uachdar na grèine a ruighinn.
Dh'innlich an neach-saidheans Sòbhieteach H.Γ Basov an leusair leth-chonnsair ann an 1960. Mar as trice bidh structar leusair leth-chonnsair air a dhèanamh suas de chòmhdach P, còmhdach N agus còmhdach gnìomhach a tha a' cruthachadh heterojunction dùbailte.Is e na feartan aige: meud beag, èifeachdas ceangail àrd, astar freagairt luath, tonn-tonn agus meud a rèir meud an t-snàithleach optigeach, faodar a mhodaladh gu dìreach, deagh cho-leanailteachd.
Sia, cuid de na prìomh stiùiridhean tagraidh laser
F. Conaltradh laser
Tha cleachdadh solas airson fiosrachadh a tharraing 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 a h-uile gin de na dòighean sin air fiosrachadh a sgaoileadh a’ cleachdadh solas àbhaisteach a bhith cuingealaichte ri astaran goirid.Ma tha thu airson fiosrachadh a chuir gu dìreach gu àiteachan fad às tro sholas, chan urrainn dhut solas àbhaisteach a chleachdadh, ach dìreach lasers a chleachdadh.
Mar sin ciamar a bheir thu seachad an laser?Tha fios againn gum faodar dealan a ghiùlan air uèirichean copair, ach chan urrainnear solas a ghiùlan air uèirichean meatailt àbhaisteach.Gus seo a dhèanamh, tha luchd-saidheans air filament a leasachadh a dh'fhaodas solas a tharraing, ris an canar snàithleach optigeach, ris an canar fiber.Tha snàithleach optigeach air a dhèanamh de stuthan glainne sònraichte, tha an trast-thomhas nas taine na falt daonna, mar as trice 50 gu 150 micron, agus gu math bog.
Gu dearbh, tha cridhe a-staigh an t-snàithleach na chlàr-amais àrd ath-tharraingeach de ghlainne optigeach follaiseach, agus tha an còmhdach a-muigh air a dhèanamh de ghlainne clàr-amais ìosal no plastaig.Faodaidh structar mar seo, air an aon làimh, an solas a thoirt air ais air a ’chridhe a-staigh, dìreach mar uisge a’ sruthadh air adhart anns a ’phìob uisge, dealan air a ghluasad air adhart san uèir, eadhon ged nach eil buaidh aig mìltean de thionndaidhean is oidhirpean.Air an làimh eile, faodaidh an còmhdach clàr-amais ìosal-refractive casg a chuir air solas bho bhith ag aoidion a-mach, dìreach mar nach bi am pìob uisge a ’teàrnadh agus nach bi còmhdach insulation na h-uèir a’ giùlan dealan.
Bidh coltas snàithleach optigeach a ’fuasgladh an dòigh air solas a chuir a-steach, ach chan eil sin a’ ciallachadh gum faodar solas sam bith a chuir a-null gu astar fada air falbh leis.Is e dìreach soilleireachd àrd, dath fìor-ghlan, leusair stiùiridh math, an stòr solais as freagarraiche airson fiosrachadh a tharraing, tha e air a chuir a-steach bho aon cheann den snàithleach, cha mhòr gun chall agus toradh bhon cheann eile.Mar sin, tha conaltradh optigeach gu ìre mhòr na chonaltradh laser, aig a bheil na buannachdan bho chomas mòr, càileachd àrd, stòr farsaing de stuthan, dìomhaireachd làidir, seasmhachd, msaa, agus tha luchd-saidheans air ainmeachadh mar ar-a-mach ann an raon conaltraidh, agus is e seo aon. de na coileanaidhean as sgoinneil ann an tionndadh teicneòlach.
Ùine puist: Jun-29-2023