Ang laser nagtumong sa proseso ug instrumento sa pagmugna og collimated, monochromatic, coherent light beams pinaagi sa stimulated radiation amplification ug gikinahanglang feedback. Sa panguna, ang henerasyon sa laser nanginahanglan tulo nga elemento: usa ka "resonator," usa ka "medium nga nakuha," ug usa ka "gigikanan sa pumping."
A. Prinsipyo
Ang kahimtang sa paglihok sa usa ka atomo mahimong bahinon ngadto sa lain-laing lebel sa enerhiya, ug sa dihang ang atomo mobalhin gikan sa taas nga lebel sa enerhiya ngadto sa ubos nga lebel sa enerhiya, kini mopagawas sa mga photon sa katugbang nga enerhiya (gitawag nga spontaneous radiation). Sa susama, kung ang usa ka photon mahitabo sa usa ka sistema sa lebel sa enerhiya ug masuhop niini, kini magpahinabo sa atomo sa pagbalhin gikan sa ubos nga lebel sa enerhiya ngadto sa usa ka taas nga lebel sa enerhiya (gitawag nga excited nga pagsuyup); Dayon, ang pipila sa mga atomo nga mobalhin ngadto sa mas taas nga lebel sa enerhiya mobalhin ngadto sa ubos nga lebel sa enerhiya ug mopagawas sa mga photon (gitawag nga stimulated radiation). Kini nga mga lihok dili mahitabo nga nag-inusara, apan kasagaran managsama. Kung maghimo kita og usa ka kondisyon, sama sa paggamit sa angay nga medium, resonator, igo nga eksternal nga electric field, ang stimulated radiation gipadako aron labaw pa sa stimulated pagsuyup, unya sa kinatibuk-an, adunay mga photon nga gipagawas, nga moresulta sa laser light.
B. Klasipikasyon
Sumala sa medium nga naghimo sa laser, ang laser mahimong bahinon ngadto sa liquid laser, gas laser ug solid laser. Karon ang labing komon nga semiconductor laser mao ang usa ka matang sa solid-estado laser.
C. Komposisyon
Kadaghanan sa mga laser gilangkuban sa tulo ka bahin: sistema sa pagpukaw, materyal sa laser ug optical resonator. Ang mga sistema sa kahinam mao ang mga himan nga nagpatunghag kahayag, elektrikal o kemikal nga enerhiya. Sa pagkakaron, ang nag-unang insentibo nga paagi nga gigamit mao ang kahayag, elektrisidad o kemikal nga reaksyon. Ang mga substansiya sa laser mao ang mga substansiya nga makahimo og kahayag sa laser, sama sa rubi, beryllium nga bildo, neon gas, semiconductors, organic dyes, ug uban pa. Ang papel sa optical resonance control mao ang pagpauswag sa kahayag sa output laser, pag-adjust ug pagpili sa wavelength ug direksyon. sa laser.
D. Aplikasyon
Ang laser kaylap nga gigamit, nag-una sa fiber communication, laser ranging, laser cutting, laser weapons, laser disc ug uban pa.
E. Kasaysayan
Niadtong 1958, ang mga Amerikanong siyentipiko nga si Xiaoluo ug Townes nakadiskobre og usa ka mahika nga panghitabo: sa dihang ilang ibutang ang kahayag nga gipagawas sa internal nga bombilya sa usa ka talagsaon nga kristal sa yuta, ang mga molekula sa kristal mobuga og hayag, kanunay nga magkauban og kusog nga kahayag. Sumala sa niini nga panghitabo, ilang gisugyot ang "laser nga prinsipyo", nga mao, sa diha nga ang substansiya naghinam-hinam sa sama nga kusog sama sa natural nga oscillation frequency sa iyang mga molekula, kini makahimo niini nga lig-on nga kahayag nga dili diverge - laser. Nakakita silag importanteng mga papeles alang niini.
Pagkahuman sa pagmantala sa mga resulta sa panukiduki ni Sciolo ug Townes, ang mga siyentipiko gikan sa lainlaing mga nasud nagsugyot sa lainlaing mga laraw sa eksperimento, apan wala sila nagmalampuson. Niadtong Mayo 15, 1960, si Mayman, usa ka siyentista sa Hughes Laboratory sa California, mipahibalo nga nakakuha siya ug laser nga may wavelength nga 0.6943 microns, nga mao ang unang laser nga nakuha sukad sa mga tawo, ug si Mayman nahimong unang siyentista sa kalibotan. aron ipaila ang mga laser sa praktikal nga natad.
Niadtong Hulyo 7, 1960, gipahibalo ni Mayman ang pagkahimugso sa unang laser sa kalibutan, ang laraw ni Mayman mao ang paggamit sa usa ka high-intensity flash tube aron mapukaw ang mga atomo sa chromium sa usa ka kristal nga ruby, sa ingon makahimo og usa ka konsentrado nga nipis nga pula nga kahayag nga kolum, kung kini gipabuto. sa usa ka punto, kini makaabot sa temperatura nga mas taas kay sa nawong sa adlaw.
Ang Sobyet nga siyentista nga si H.Γ Basov nag-imbento sa semiconductor laser niadtong 1960. Ang istruktura sa semiconductor laser kasagarang gilangkoban sa P layer, N layer ug active layer nga nagporma og double heterojunction. Ang mga kinaiya niini mao ang: gamay nga gidak-on, taas nga kahusayan sa pagdugtong, paspas nga pagtubag sa tulin, wavelength ug gidak-on nga haum sa gidak-on sa optical fiber, mahimong direkta nga modulated, maayo nga pagkadugtong.
Unom, ang pipila sa mga nag-unang aplikasyon direksyon sa laser
F. Laser komunikasyon
Ang paggamit sa kahayag sa pagpasa sa impormasyon komon kaayo karon. Pananglitan, ang mga barko naggamit ug suga aron makigkomunikar, ug ang mga suga sa trapiko naggamit ug pula, dalag, ug berde. Apan kining tanan nga mga paagi sa pagpasa sa impormasyon gamit ang ordinaryo nga kahayag mahimo lamang nga limitado sa mubo nga mga distansya. Kung gusto nimo nga ipadala ang kasayuran direkta sa lagyong mga lugar pinaagi sa kahayag, dili nimo magamit ang ordinaryo nga suga, apan mogamit ra mga laser.
Busa giunsa nimo paghatud ang laser? Nahibal-an namon nga ang elektrisidad mahimong madala sa mga wire nga tumbaga, apan ang kahayag dili madala sa ordinaryong mga wire nga metal. Alang niini, ang mga siyentipiko nakahimog usa ka filament nga makapasa ug kahayag, nga gitawag ug optical fiber, nga gitawag ug fiber. Ang optical fiber gihimo sa espesyal nga mga materyales nga bildo, ang diametro mas nipis kaysa sa buhok sa tawo, kasagaran 50 hangtod 150 microns, ug humok kaayo.
Sa pagkatinuod, ang sulod nga kinauyokan sa lanot usa ka taas nga refractive index sa transparent optical glass, ug ang gawas nga coating gihimo sa ubos nga refractive index nga bildo o plastik. Ang ingon nga istruktura, sa usa ka bahin, makahimo sa kahayag nga magbag-o subay sa sulud sa sulud, sama sa tubig nga nagdagayday sa unahan sa tubo sa tubig, ang elektrisidad nga gipasa sa unahan sa wire, bisan kung ang libu-libo nga pagliko ug pagliko walay epekto. Sa laing bahin, ang ubos nga refractive index coating makapugong sa kahayag gikan sa pagtulo, sama nga ang tubo sa tubig dili motuhop ug ang insulation layer sa wire wala magpahigayon og elektrisidad.
Ang dagway sa optical fiber makasulbad sa paagi sa pagpasa sa kahayag, apan wala kini magpasabot nga uban niini, ang bisan unsang kahayag mahimong mapasa ngadto sa layo kaayo. Ang taas lamang nga kahayag, lunsay nga kolor, maayo nga direksyon nga laser, mao ang labing sulundon nga tinubdan sa kahayag sa pagpadala sa impormasyon, kini mao ang input gikan sa usa ka tumoy sa fiber, halos walay pagkawala ug output gikan sa pikas tumoy. Busa, ang optical nga komunikasyon mao ang esensyal nga komunikasyon sa laser, nga adunay mga bentaha sa dako nga kapasidad, taas nga kalidad, halapad nga tinubdan sa mga materyales, lig-on nga confidentiality, durability, ug uban pa, ug gidayeg sa mga siyentipiko ingon nga usa ka rebolusyon sa natad sa komunikasyon, ug mao ang usa. sa labing hayag nga kalampusan sa teknolohikal nga rebolusyon.
Oras sa pag-post: Hun-29-2023