Prinċipju u Applikazzjoni tal-Lejżer
Kif jaħdem il-laser
Lejżer huwa apparat li jarmi dawl tal-lejżer. Skond il-mezz tax-xogħol, il-lejżer jista 'jinqasam f'erba' kategoriji: lejżer tal-gass, lejżer solidu, lejżer semikonduttur u lejżer taż-żebgħa. Riċentement, ġew żviluppati lasers tal-elettroni b'xejn. Lejżers ta 'qawwa għolja huma ġeneralment output pulsat.
Ħlief għal lasers elettroni b'xejn, il-prinċipji bażiċi tax-xogħol ta 'diversi lasers huma l-istess. Il-kundizzjoni indispensabbli għall-ġenerazzjoni tad-dawl tal-lejżer hija li l-inverżjoni tal-popolazzjoni u l-qligħ huma akbar 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. L-eċitazzjoni hija l-eċitazzjoni tal-mezz tax-xogħol biex teċita l-istat eċċitat, u toħloq kundizzjonijiet biex tinkiseb u tinżamm l-inverżjoni tal-popolazzjoni. Il-metodi ta 'inċentiv jinkludu eċċitazzjoni ottika, eċċitazzjoni elettrika, eċċitazzjoni kimika u eċċitazzjoni ta' enerġija nukleari.
Il-livell ta 'enerġija metastabbli tal-mezz tax-xogħol huwa tali li r-radjazzjoni stimulata tiddomina, u b'hekk tikseb amplifikazzjoni ottika. Komponent komuni ta 'laser huwa kavità reżonanti, iżda l-kavità reżonanti (ara kavità ottika) mhix komponent indispensabbli. Il-kavità reżonanti tippermetti li l-fotoni fil-kavità jkollhom frekwenza konsistenti, fażi, u direzzjoni tal-vjaġġ, u b'hekk jippermettu lill-lejżer ikollu direzzjonalità u koerenza Tajba. Barra minn hekk, tista 'tqassar sew it-tul tas-sustanza tax-xogħol, u tista' wkoll taġġusta l-mod tal-lejżer iġġenerat billi tbiddel it-tul tal-kavità (jiġifieri, għażla tal-mod), għalhekk il-lejżer ġeneralment għandu kavità reżonanti.
Tliet komponenti tal-lejżer
L-ewwel, is-sustanza tax-xogħol
Fil-qalba tal-lejżer, sustanzi biss li jistgħu jiksbu transizzjonijiet tal-livell tal-enerġija jistgħu jintużaw bħala sustanzi tax-xogħol għall-lejżer.
Sekond, enerġija ta 'inċentiv
Ir-rwol tiegħu huwa li jenerġizza s-sustanza tax-xogħol, l-atomu huwa eċitat mill-livell ta 'enerġija baxxa għall-enerġija esterna tal-livell ta' enerġija għolja. Normalment ikun hemm enerġija ħafifa, enerġija termali, enerġija elettrika, enerġija kimika eċċ.
It-tielet, ir-rwol tal-kavità ottika:
L-ewwel, ir-radjazzjoni stimulata tas-sustanza tax-xogħol titwettaq kontinwament;
It-tieni huwa li taċċellera kontinwament il-foton;
It-tielet huwa li tillimita d-direzzjoni tal-ħruġ tal-lejżer.
L-aktar kavità ottika sempliċi tikkonsisti f'żewġ mirja reċiprokament paralleli mqiegħda fit-truf tal-lejżer HeNe. Meta xi atomi tad-dewterju jagħmlu transizzjoni bejn żewġ livelli ta 'enerġija li jiksbu l-inverżjoni tal-partiċelli, u joħorġu fotoni paralleli għad-direzzjoni tal-lejżer, dawn il-fotoni jirriflettu quddiem u lura bejn iż-żewġ mirja, u b'hekk jikkawżaw kostantement radjazzjoni stimulata. Laser qawwi ħafna jiġi prodott malajr ħafna.
Id-dawl pur u l-ispettru stabbli tal-lejżer jistgħu jiġu applikati f'ħafna modi.
Laser ruby
Il-lejżer oriġinali kien jingħorok minn bozza tleqq qawwija, u l-lejżer prodott kien" laser pulsat" minflok raġġ stabbli kontinwament. Il-kwalità tad-dawl prodott minn dan il-lejżer hija essenzjalment differenti mil-lejżer prodott mid-dijodu tal-lejżer li nużaw illum. Din l-emissjoni intensa ta 'dawl, li ddum biss ftit nanosekondi, hija ideali biex taqbad oġġetti li huma faċli biex tiċċaqlaq, bħal ritratti ta' ritratti olografiċi. L-ewwel ritratt tal-lejżer twieled fl-1967. Lejżers tar-ruby jeħtieġu rubini għoljin u jistgħu jipproduċu biss tifqigħ qasir ta 'dawl.
Laser tal-elju
Fl-1960 ix-xjenzati Ali Javan, William R. Brennet Jr u Donald Herriot iddisinjaw il-laser HeNe. Dan huwa l-ewwel laser tal-gass li jintuża komunement f'fotografi olografiċi.
Żewġ vantaġġi: 1. Produzzjoni ta 'output kontinwu tal-lejżer; 2. M'hemmx bżonn ta 'bozza tal-flash biex twettaq eċċitazzjoni ħafifa, imma uża gass ta' eċċitazzjoni elettrika.
Dijodu tal-lejżer
Id-dijodu tal-lejżer huwa wieħed mill-aktar lasers użati b'mod komuni. Il-fenomenu ta 'rikombinazzjoni spontanja ta' elettroni u toqob fuq iż-żewġ naħat tal-junction PN ta 'dijodu jissejjaħ emissjoni spontanja. Meta l-fotoni ġġenerati minn emissjoni spontanja jgħaddu mis-semikonduttur, ladarba jgħaddu mill-pari emessi ta 'elettroni-toqba, jistgħu jkunu eċċitati biex jerġgħu jikkombinaw biex jipproduċu fotoni ġodda, li jinduċu t-trasportaturi eċċitati biex jirrikombinaw u jarmu fotoni ġodda. Il-fenomenu jissejjaħ radjazzjoni stimulata.
Jekk il-kurrent tal-injezzjoni huwa kbir biżżejjed, tiġi ffurmata distribuzzjoni tat-trasportatur opposta għall-istat ta 'ekwilibriju termali, jiġifieri, in-numru tal-popolazzjoni jinqaleb. 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'reazzjoni selettiva tar-reżonanza selettiva tal-frekwenza, jew qligħ għal ċerta frekwenza. Meta l-qligħ ikun akbar mit-telf ta 'assorbiment, dawl koerenti b'linja spettrali tajba, il-lejżer, jista' jiġi emess mill-junction PN. L-invenzjoni tad-dijodi tal-lejżer tippermetti l-applikazzjoni rapida ta 'applikazzjonijiet tal-lejżer, diversi tipi ta' skannjar ta 'informazzjoni, komunikazzjoni tal-fibra ottika, varjazzjoni tal-lejżer, radar tal-lejżer, diski tal-lejżer, indikaturi tal-lejżer, kollezzjonijiet tas-supermarkits, eċċ., U diversi applikazzjonijiet qed jiġu żviluppati u popolarizzati kontinwament. .