Ang laser nagtumong sa proseso ug instrumento sa pagmugna og collimated, monochromatic, coherent light beams pinaagi sa stimulated radiation amplification ug gikinahanglan nga feedback. Sa panguna, ang pagmugna og laser nagkinahanglan og tulo ka elemento: usa ka "resonator," usa ka "gain medium," ug usa ka "pumping source."
A. Prinsipyo
Ang kahimtang sa paglihok sa usa ka atomo mahimong bahinon sa lain-laing lebel sa enerhiya, ug kung ang atomo mobalhin gikan sa taas nga lebel sa enerhiya ngadto sa ubos nga lebel sa enerhiya, kini mopagawas og mga photon nga adunay katugbang nga enerhiya (gitawag nga spontaneous radiation). Sa susama, kung ang usa ka photon moigo sa usa ka sistema sa lebel sa enerhiya ug masuhop niini, kini ang hinungdan sa atomo nga mobalhin gikan sa ubos nga lebel sa enerhiya ngadto sa taas nga lebel sa enerhiya (gitawag nga excited absorption); Dayon, ang pipila sa mga atomo nga mobalhin ngadto sa mas taas nga lebel sa enerhiya mobalhin ngadto sa mas ubos nga lebel sa enerhiya ug mopagawas og mga photon (gitawag nga stimulated radiation). Kini nga mga paglihok dili mahitabo nga mag-inusara, apan kasagaran nga magkauban. Kung maghimo kita og usa ka kondisyon, sama sa paggamit sa angay nga medium, resonator, igo nga external electric field, ang stimulated radiation mapadako aron nga labaw pa sa stimulated absorption, unya sa kinatibuk-an, adunay mga photon nga gipagawas, nga moresulta sa kahayag sa laser.
B. Klasipikasyon
Sumala sa medium nga nagpatungha sa laser, ang laser mahimong bahinon sa liquid laser, gas laser ug solid laser. Karon ang labing komon nga semiconductor laser usa ka klase sa solid-state laser.
C. Komposisyon
Kadaghanan sa mga laser gilangkoban sa tulo ka bahin: excitation system, laser material ug optical resonator. Ang mga excitation system mga aparato nga nagpatunghag kahayag, elektrikal o kemikal nga enerhiya. Sa pagkakaron, ang pangunang gigamit nga insentibo nga paagi mao ang kahayag, elektrisidad o kemikal nga reaksyon. Ang mga substansiya sa laser mga substansiya nga makapatunghag kahayag sa laser, sama sa mga rubi, beryllium glass, 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 kay kaylap nga gigamit, kasagaran fiber communication, laser ranging, laser cutting, laser weapons, laser disc ug uban pa.
E. Kasaysayan
Niadtong 1958, ang mga Amerikanong siyentista nga sila si Xiaoluo ug Townes nakadiskubre og usa ka mahika nga panghitabo: sa dihang ilang gibutang ang kahayag nga gipagawas sa internal nga bombilya sa usa ka kristal nga talagsaon nga yuta, ang mga molekula sa kristal mopagawas og hayag, kanunay nga magkauban nga kusog nga kahayag. Sumala niini nga panghitabo, ilang gisugyot ang "prinsipyo sa laser", nga mao, kung ang substansiya ma-excite sa parehas nga enerhiya sama sa natural nga oscillation frequency sa mga molekula niini, kini mopatungha niining kusog nga kahayag nga dili mobulag - laser. Nakakita sila og mga importanteng papel alang niini.
Human sa pagmantala sa mga resulta sa panukiduki nila ni Sciolo ug Townes, ang mga siyentista gikan sa nagkalain-laing mga nasud nagsugyot og nagkalain-laing mga pamaagi sa eksperimento, apan wala kini molampos. Niadtong Mayo 15, 1960, si Mayman, usa ka siyentista sa Hughes Laboratory sa California, mipahibalo nga nakakuha siya og laser nga adunay wavelength nga 0.6943 microns, nga mao ang unang laser nga nakuha sa mga tawo, ug busa si Mayman nahimong unang siyentista sa kalibutan nga nagpaila sa mga laser sa praktikal nga natad.
Niadtong Hulyo 7, 1960, gianunsyo ni Mayman ang pagkatawo sa unang laser sa kalibutan, ang laraw ni Mayman mao ang paggamit og high-intensity flash tube aron ma-stimulate ang mga atomo sa chromium sa usa ka ruby crystal, sa ingon makamugna og usa ka nipis ug konsentrado nga pula nga suga nga kolum, kung kini ipabuto sa usa ka piho nga punto, makaabot kini sa temperatura nga mas taas kaysa sa ibabaw sa adlaw.
Ang siyentistang Sobyet nga si H.Γ Basov ang nag-imbento sa semiconductor laser niadtong 1960. Ang istruktura sa semiconductor laser kasagaran 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 coupling efficiency, paspas nga response speed, wavelength ug gidak-on nga mohaom sa gidak-on sa optical fiber, mahimong direktang ma-modulate, ug maayo nga coherence.
Unom, ang pipila sa mga nag-unang direksyon sa aplikasyon sa laser
F. Komunikasyon sa laser
Ang paggamit sa kahayag sa pagpadala og impormasyon komon kaayo karon. Pananglitan, ang mga barko naggamit og mga suga sa komunikasyon, ug ang mga traffic light naggamit og pula, dalag, ug berde. Apan kining tanan nga mga paagi sa pagpadala og impormasyon gamit ang ordinaryong kahayag mahimo lamang nga limitahan sa mubo nga mga distansya. Kung gusto nimo nga ipadala ang impormasyon direkta sa lagyong mga lugar pinaagi sa kahayag, dili ka makagamit og ordinaryong kahayag, apan mogamit lang og mga laser.
Busa unsaon nimo pagpadala sa laser? Nahibal-an nato nga ang elektrisidad mahimong madala sa mga alambre nga tumbaga, apan ang kahayag dili madala sa ordinaryo nga mga alambre nga metal. Tungod niini, ang mga siyentista nakaugmad og usa ka filament nga makapadala sa kahayag, nga gitawag og optical fiber, nga gitawag og fiber. Ang optical fiber hinimo sa espesyal nga mga materyales nga bildo, ang diametro mas nipis kay sa buhok sa tawo, kasagaran 50 ngadto sa 150 microns, ug humok kaayo.
Sa tinuod lang, ang sulod nga kinauyokan sa fiber kay usa ka taas nga refractive index sa transparent optical glass, ug ang gawas nga coating hinimo sa low refractive index glass o plastik. Sa usa ka bahin, ang ingon nga istruktura makahimo sa kahayag nga mo-refract subay sa sulod nga kinauyokan, sama sa tubig nga nagaagay padulong sa tubo sa tubig, ang kuryente nga gipasa padulong sa alambre, bisan kung liboan ka mga twist ug turno walay epekto. Sa laing bahin, ang low-refractive index coating makapugong sa kahayag nga mogawas, sama sa tubo sa tubig nga dili mo-seep ug ang insulation layer sa alambre dili mo-conduct og kuryente.
Ang hitsura sa optical fiber makasulbad sa paagi sa pagpadala sa kahayag, apan wala kini magpasabot nga pinaagi niini, ang bisan unsang kahayag mahimong ipadala sa layo kaayo. Ang taas nga kahayag, puro nga kolor, maayo nga directional laser lamang ang labing sulundon nga tinubdan sa kahayag sa pagpadala sa impormasyon, kini gi-input gikan sa usa ka tumoy sa fiber, halos walay pagkawala ug output gikan sa pikas tumoy. Busa, ang optical communication sa panguna usa ka laser communication, nga adunay mga bentaha sa dako nga kapasidad, taas nga kalidad, halapad nga gigikanan sa mga materyales, lig-on nga kompidensyalidad, kalig-on, ug uban pa, ug gidayeg sa mga siyentista isip usa ka rebolusyon sa natad sa komunikasyon, ug usa sa labing maayo nga mga kalampusan sa rebolusyon sa teknolohiya.
Oras sa pag-post: Hunyo-29-2023