Mae laser yn cyfeirio at y broses a'r offeryn o gynhyrchu trawstiau golau cydlynol, monocromatig, trwy ymhelaethu ar ymbelydredd ysgogol ac adborth angenrheidiol. Yn y bôn, mae cynhyrchu laser yn gofyn am dair elfen: “cyseinydd,” “cyfrwng ennill,” a “ffynhonnell bwmpio.”
A. Egwyddor
Gellir rhannu cyflwr mudiant atom yn wahanol lefelau egni, a phan fydd yr atom yn trawsnewid o lefel egni uchel i lefel egni isel, mae'n rhyddhau ffotonau o egni cyfatebol (ymbelydredd digymell fel y'i gelwir). Yn yr un modd, pan fydd ffoton yn digwydd ar system lefel egni ac yn cael ei amsugno ganddo, bydd yn achosi i'r atom drosglwyddo o lefel egni isel i lefel egni uchel (amsugno cynhyrfus fel y'i gelwir); Yna, bydd rhai o'r atomau sy'n trosglwyddo i lefelau egni uwch yn trosglwyddo i lefelau egni is ac yn allyrru ffotonau (ymbelydredd ysgogol fel y'i gelwir). Nid yw'r symudiadau hyn yn digwydd ar eu pennau eu hunain, ond yn aml yn gyfochrog. Pan fyddwn yn creu cyflwr, megis defnyddio'r cyfrwng priodol, resonator, digon o faes trydan allanol, mae'r ymbelydredd ysgogol yn cael ei chwyddo fel bod mwy na'r amsugno ysgogol, yna yn gyffredinol, bydd ffotonau'n cael eu hallyrru, gan arwain at olau laser.
B. Dosbarthiad
Yn ôl y cyfrwng sy'n cynhyrchu'r laser, gellir rhannu'r laser yn laser hylif, laser nwy a laser solet. Nawr bod y laser lled-ddargludyddion mwyaf cyffredin yn fath o laser cyflwr solet.
C. Cyfansoddiad
Mae'r rhan fwyaf o laserau yn cynnwys tair rhan: system excitation, deunydd laser a resonator optegol. Mae systemau cyffroi yn ddyfeisiadau sy'n cynhyrchu egni golau, trydanol neu gemegol. Ar hyn o bryd, y prif ddulliau cymhelliant a ddefnyddir yw golau, trydan neu adwaith cemegol. Mae sylweddau laser yn sylweddau sy'n gallu cynhyrchu golau laser, megis rhuddemau, gwydr beryllium, nwy neon, lled-ddargludyddion, llifynnau organig, ac ati Rôl rheoli cyseiniant optegol yw gwella disgleirdeb y laser allbwn, addasu a dewis y donfedd a'r cyfeiriad o'r laser.
D. Cais
Defnyddir laser yn eang, yn bennaf cyfathrebu ffibr, amrywio laser, torri laser, arfau laser, disg laser ac yn y blaen.
E. Hanes
Ym 1958, darganfu gwyddonwyr Americanaidd Xiaoluo a Townes ffenomen hudolus: pan fyddant yn rhoi'r golau a allyrrir gan y bwlb golau mewnol ar grisial daear prin, bydd moleciwlau'r grisial yn allyrru golau llachar, gyda'i gilydd bob amser yn gryf. Yn ôl y ffenomen hon, fe wnaethant gynnig yr “egwyddor laser”, hynny yw, pan fydd y sylwedd yn cael ei gyffroi gan yr un egni ag amledd osciliad naturiol ei foleciwlau, bydd yn cynhyrchu'r golau cryf hwn nad yw'n ymwahanu - laser. Daethant o hyd i bapurau pwysig ar gyfer hyn.
Ar ôl cyhoeddi canlyniadau ymchwil Sciolo a Townes, cynigiodd gwyddonwyr o wahanol wledydd gynlluniau arbrofol amrywiol, ond nid oeddent yn llwyddiannus. Ar 15 Mai, 1960, cyhoeddodd Mayman, gwyddonydd yn Labordy Hughes yng Nghaliffornia, ei fod wedi cael laser â thonfedd o 0.6943 micron, sef y laser cyntaf erioed i fodau dynol, ac felly daeth Mayman y gwyddonydd cyntaf yn y byd. i gyflwyno laserau i'r maes ymarferol.
Ar 7 Gorffennaf, 1960, cyhoeddodd Mayman enedigaeth laser cyntaf y byd, cynllun Mayman yw defnyddio tiwb fflach dwysedd uchel i ysgogi atomau cromiwm mewn grisial rhuddem, gan gynhyrchu colofn golau coch tenau dwys iawn, pan gaiff ei danio. ar bwynt penodol, gall gyrraedd tymheredd uwch nag wyneb yr haul.
Dyfeisiodd y gwyddonydd Sofietaidd H.Γ Basov y laser lled-ddargludyddion ym 1960. Mae strwythur laser lled-ddargludyddion fel arfer yn cynnwys haen P, haen N a haen weithredol sy'n ffurfio heterojunction dwbl. Ei nodweddion yw: maint bach, effeithlonrwydd cyplu uchel, cyflymder ymateb cyflym, tonfedd a maint yn cyd-fynd â maint y ffibr optegol, gellir eu modiwleiddio'n uniongyrchol, cydlyniad da.
Chwech, rhai o brif gyfarwyddiadau cymhwyso laser
F. Cyfathrebu laser
Mae defnyddio golau i drosglwyddo gwybodaeth yn gyffredin iawn heddiw. Er enghraifft, mae llongau'n defnyddio goleuadau i gyfathrebu, ac mae goleuadau traffig yn defnyddio coch, melyn a gwyrdd. Ond dim ond pellteroedd byr y gellir eu cyfyngu i bob un o'r ffyrdd hyn o drosglwyddo gwybodaeth gan ddefnyddio golau cyffredin. Os ydych chi am drosglwyddo gwybodaeth yn uniongyrchol i leoedd pell trwy olau, ni allwch ddefnyddio golau cyffredin, ond dim ond defnyddio laserau.
Felly sut ydych chi'n cyflwyno'r laser? Gwyddom y gellir cario trydan ar hyd gwifrau copr, ond ni ellir cario golau ar hyd gwifrau metel cyffredin. I'r perwyl hwn, mae gwyddonwyr wedi datblygu ffilament sy'n gallu trosglwyddo golau, a elwir yn ffibr optegol, y cyfeirir ato fel ffibr. Mae ffibr optegol wedi'i wneud o ddeunyddiau gwydr arbennig, mae'r diamedr yn deneuach na gwallt dynol, fel arfer 50 i 150 micron, ac yn feddal iawn.
Mewn gwirionedd, mae craidd mewnol y ffibr yn fynegai plygiannol uchel o wydr optegol tryloyw, ac mae'r gorchudd allanol wedi'i wneud o wydr neu blastig â mynegai plygiannol isel. Gall strwythur o'r fath, ar y naill law, wneud y golau wedi'i blygu ar hyd y craidd mewnol, yn union fel dŵr yn llifo ymlaen yn y bibell ddŵr, trydan a drosglwyddir ymlaen yn y wifren, hyd yn oed os nad yw miloedd o droeon a thro yn cael unrhyw effaith. Ar y llaw arall, gall y cotio mynegai plygiannol isel atal golau rhag gollwng, yn union fel nad yw'r bibell ddŵr yn diferu ac nad yw haen inswleiddio'r wifren yn dargludo trydan.
Mae ymddangosiad ffibr optegol yn datrys y ffordd o drosglwyddo golau, ond nid yw'n golygu, gydag ef, y gellir trosglwyddo unrhyw olau i bell iawn. Dim ond disgleirdeb uchel, lliw pur, laser cyfeiriadol da, yw'r ffynhonnell golau mwyaf delfrydol i drosglwyddo gwybodaeth, mae'n fewnbwn o un pen i'r ffibr, bron dim colled ac allbwn o'r pen arall. Felly, cyfathrebu laser yn ei hanfod yw cyfathrebu optegol, sydd â manteision gallu mawr, ansawdd uchel, ffynhonnell eang o ddeunyddiau, cyfrinachedd cryf, gwydnwch, ac ati, ac mae gwyddonwyr yn ei ystyried yn chwyldro ym maes cyfathrebu, ac mae'n un. o'r llwyddiannau mwyaf disglair yn y chwyldro technolegol.
Amser postio: Mehefin-29-2023