Mae laser yn cyfeirio at y broses a'r offeryn o gynhyrchu trawstiau golau cydlynol, monocromatig, cydlynol trwy ymhelaethiad ymbelydredd ysgogol ac adborth angenrheidiol. Yn y bôn, mae angen tair elfen ar gynhyrchu laser: “cyseinydd,” “cyfrwng ennill,” a “ffynhonnell bwmpio.”
A. Egwyddor
Gellir rhannu cyflwr cynnig 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 a'i amsugno ganddo, bydd yn achosi i'r atom drosglwyddo o lefel egni isel i lefel egni uchel (amsugno cyffrous 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'u 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, cyseinydd, digon o faes trydan allanol, mae'r ymbelydredd ysgogol yn cael ei chwyddo fel bod mwy na'r amsugno ysgogedig, yna yn gyffredinol, yn cael eu hallyrru ffotonau, 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 mae'r laser lled-ddargludyddion mwyaf cyffredin yn fath o laser cyflwr solid.
C. Cyfansoddiad
Mae'r mwyafrif o laserau'n cynnwys tair rhan: system gyffroi, deunydd laser ac atseiniwr optegol. Mae systemau cyffroi yn ddyfeisiau sy'n cynhyrchu egni golau, trydanol neu gemegol. Ar hyn o bryd, y prif ddulliau cymhelliant a ddefnyddir yw adwaith ysgafn, trydan neu gemegol. Mae sylweddau laser yn sylweddau sy'n gallu cynhyrchu golau laser, fel rhuddemau, gwydr beryllium, nwy neon, lled -ddargludyddion, llifynnau organig, ac ati. Rôl rheoli cyseiniant optegol yw gwella disgleirdeb y laser allbwn, addasu a dewis tonfedd a chyfeiriad y laser.
D. Cais
Defnyddir laser yn helaeth, cyfathrebu ffibr yn bennaf, yn amrywio laser, torri laser, arfau laser, disg laser ac ati.
E. Hanes
Ym 1958, darganfu gwyddonwyr America Xiaoluo a Townes ffenomen hudolus: pan roddon nhw'r golau a allyrrir gan y bwlb golau mewnol ar grisial daear prin, bydd moleciwlau'r grisial yn allyrru llachar, bob amser gyda'i gilydd golau cryf. 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 dargyfeirio - laser. Fe ddaethon nhw o hyd i bapurau pwysig ar gyfer hyn.
Ar ôl cyhoeddi canlyniadau ymchwil Sciolo a Townes, cynigiodd gwyddonwyr o wahanol wledydd amrywiol gynlluniau arbrofol, ond nid oeddent yn llwyddiannus. Ar Fai 15, 1960, cyhoeddodd Mayman, gwyddonydd yn Labordy Hughes yng Nghaliffornia, ei fod wedi cael laser gyda thonfedd o 0.6943 o ficronau, sef y laser cyntaf a gafwyd erioed gan fodau dynol, ac felly daeth Mayman yn wyddonydd cyntaf yn y byd i gyflwyno laserau i mewn i'r maes ymarferol.
Ar Orffennaf 7, 1960, cyhoeddodd Mayman enedigaeth laser cyntaf y byd, cynllun Mayman yw defnyddio tiwb fflach dwyster uchel i ysgogi atomau cromiwm mewn grisial rhuddem, a thrwy hynny gynhyrchu colofn golau coch tenau dwys iawn, pan fydd yn cael ei danio ar bwynt penodol, gall gyrraedd tymheredd yn uwch na haul 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: Gellir modiwleiddio maint bach, effeithlonrwydd cyplu uchel, cyflymder ymateb cyflym, tonfedd a maint sy'n cyd -fynd â maint y ffibr optegol, yn uniongyrchol, cydlyniad da.
Chwech, rhai o brif gyfarwyddiadau cais 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 i bellteroedd byr y gellir cyfyngu'r holl 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 danfon y laser? Rydym yn gwybod 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 a all drosglwyddo golau, o'r enw 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 cotio allanol wedi'i wneud o wydr mynegai plygiannol isel neu blastig. Gall strwythur o'r fath, ar y naill law, wneud y golau yn cael ei 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 droadau a throadau yn cael unrhyw effaith. Ar y llaw arall, gall y cotio mynegai adnewyddiad isel atal golau rhag gollwng allan, yn yr un modd ag nad yw'r bibell ddŵr yn llifo ac nad yw haen inswleiddio'r wifren yn cynnal trydan.
Mae ymddangosiad ffibr optegol yn datrys y ffordd o drosglwyddo golau, ond nid yw'n golygu y gellir trosglwyddo unrhyw olau ag ef i bell iawn ag ef. Dim ond disgleirdeb uchel, lliw pur, laser cyfeiriadol da, yw'r ffynhonnell golau fwyaf delfrydol i drosglwyddo gwybodaeth, mae'n cael ei fewnbynnu o un pen i'r ffibr, bron dim colled ac allbwn o'r pen arall. Felly, cyfathrebu laser yn y bôn yw cyfathrebu optegol, sydd â manteision capasiti mawr, ansawdd uchel, ffynhonnell eang o ddeunyddiau, cyfrinachedd cryf, gwydnwch, ac ati, ac mae'n cael ei alw gan wyddonwyr fel chwyldro ym maes cyfathrebu, ac mae'n un o'r cyflawniadau mwyaf disglair yn y chwyldro technolegol.
Amser Post: Mehefin-29-2023