Laser je naprava, ki lahko oddaja laser. Glede na delovni medij lahko laserje razdelimo v štiri kategorije: plinski laserji, trdni laserji, polprevodniški laserji in laserji za barvila. V zadnjem času so bili razviti laserji s prostimi elektroni. Laserji velike moči so običajno impulzni. Izhod.
Načelo delovanja laserja: Razen laserjev s prostimi elektroni so osnovna načela delovanja različnih laserjev enaka. Nepogrešljiva pogoja za lasersko generiranje sta inverzija populacije in dobiček večji od izgube, zato sta nepogrešljiva komponenta v napravi vzbujevalni (ali črpalni) vir in delovni medij z metastabilnim nivojem energije. Vzbujanje pomeni, da se delovni medij po absorpciji zunanje energije vzbudi v vzbujeno stanje, kar ustvarja pogoje za realizacijo in vzdrževanje populacijske inverzije. Metode vzbujanja vključujejo optično vzbujanje, električno vzbujanje, kemično vzbujanje in vzbujanje jedrske energije. Zaradi metastabilne energijske ravni delovnega medija prevladuje stimulirano sevanje, s čimer se uresniči optično ojačanje. Pogoste komponente v laserjih vključujejo resonančno votlino, vendar resonančna votlina (glej optična resonančna votlina) ni nepogrešljiva komponenta. Resonančna votlina lahko povzroči, da imajo fotoni v votlini enako frekvenco, fazo in smer delovanja, tako da ima laser dobro usmerjenost in skladnost. Poleg tega lahko dobro skrajša dolžino delovnega materiala in lahko tudi prilagodi način ustvarjenega laserja s spreminjanjem dolžine resonančne votline (tj. izbiro načina), tako da imajo laserji na splošno resonančne votline.
Laser je običajno sestavljen iz treh delov: 1. Delovna snov: V jedru laserja se lahko kot delovna snov laserja uporablja samo snov, ki lahko doseže prehod energijske ravni. 2. Spodbujanje energije: njegova funkcija je dajanje energije delovni snovi in vzbujanje atomov z nizkoenergijske ravni na visokoenergijsko raven zunanje energije. Običajno je lahko svetlobna energija, toplotna energija, električna energija, kemična energija itd. 3. Optična resonančna votlina: Prva funkcija je, da stimulirano sevanje delovne snovi poteka neprekinjeno; drugi je nenehno pospeševanje fotonov; tretji je omejitev smeri laserskega izhoda. Najpreprostejša optična resonančna votlina je sestavljena iz dveh vzporednih ogledal, nameščenih na obeh koncih helij-neonskega laserja. Ko nekateri neonski atomi prehajajo med dvema energijskima nivojema, ki sta dosegli populacijsko inverzijo, in sevajo fotone vzporedno s smerjo laserja, se ti fotoni odbijajo naprej in nazaj med obema ogledaloma in tako nenehno povzročajo stimulirano sevanje. Zelo močna laserska svetloba se proizvaja zelo hitro.
Kakovost svetlobe, ki jo oddaja laser, je čista in spekter je stabilen, kar se lahko uporablja na več načinov: Rubinski laser: Prvotni laser je bil, da je rubin vzbudil svetleča utripajoča žarnica, proizvedeni laser pa je bil "impulzni laser" in ne neprekinjen in stabilen žarek. Kakovost hitrosti svetlobe, ki jo proizvaja ta laser, se bistveno razlikuje od laserja, ki ga proizvaja laserska dioda, ki jo zdaj uporabljamo. Ta intenzivna svetlobna emisija, ki traja le nekaj nanosekund, je zelo primerna za zajemanje lahko gibljivih predmetov, kot so holografski portreti ljudi. Prvi laserski portret se je rodil leta 1967. Rubinski laserji zahtevajo drage rubine in lahko proizvajajo le kratke svetlobne impulze.
He-Ne laser: Leta 1960 so znanstveniki Ali Javan, William R. Brennet mlajši in Donald Herriot zasnovali He-Ne laser. To je prvi plinski laser. To vrsto laserja običajno uporabljajo holografski fotografi. Dve prednosti: 1. Proizvaja neprekinjen laserski izhod; 2. Za vzbujanje svetlobe ne potrebujete bliskavice, ampak uporabite električni vzbujevalni plin.
Laserska dioda: Laserska dioda je eden najpogosteje uporabljenih laserjev. Pojav spontane rekombinacije elektronov in lukenj na obeh straneh PN spoja diode za oddajanje svetlobe se imenuje spontana emisija. Ko foton, ki ga ustvari spontano sevanje, preide skozi polprevodnik, ko preide v bližino oddanega para elektron-luknja, lahko oba vzbudi, da se rekombinirata in proizvedeta nove fotone. Ta foton inducira vzbujene nosilce, da se rekombinirajo in oddajajo nove fotone. Pojav se imenuje stimulirana emisija.
Če je vbrizgani tok dovolj velik, se oblikuje porazdelitev nosilca, ki je nasprotna stanju toplotnega ravnotežja, to je inverzija populacije. Ko so nosilci v aktivni plasti v velikem številu inverzij, majhna količina spontanega sevanja povzroči inducirano sevanje zaradi recipročnega odboja obeh koncev resonančne votline, kar povzroči frekvenčno selektivno resonančno pozitivno povratno informacijo ali pridobi določeno frekvenco. Ko je dobiček večji od izgube pri absorpciji, se lahko iz PN spoja odda koherentna svetloba z dobrimi spektralnimi črtami - laserska svetloba. Izum laserske diode omogoča hitro popularizacijo laserskih aplikacij. Različne vrste skeniranja informacij, komunikacije z optičnimi vlakni, lasersko merjenje, lidar, laserski diski, laserski kazalci, zbirke supermarketov itd., se nenehno razvijajo in popularizirajo.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
