Лазердің негізгі жұмыс принципі (сәулеленудің ынталандыру эмиссиясы бойынша жеңіл күшейту) жарық эмиссиясының құбылысына негізделген. Нақты дизайн және құрылымдар арқылы лазерлер жоғары үйлесімділік, монохроматикалық және жарықтылықпен арқалықтарды жасайды. Лазерлер заманауи технологияларда, соның ішінде қарым-қатынас, медицина, өндіріс, өлшеу және ғылыми зерттеулер сияқты салаларда кеңінен қолданылады. Олардың жоғары тиімділігі және нақты бақылау сипаттамалары оларды көптеген технологиялардың негізгі компонентіне айналдырады. Төменде лазерлердің жұмыс принциптері мен лазерлердің әртүрлі түрлерінің тетіктері туралы егжей-тегжейлі түсіндірме берілген.
1. Шығарылған эмиссия
Эмиссияны ынталандырады1917 жылы Эйнштейн ұсынған лазерлік буынның негізгі принципі. Бұл құбылыс осы құбылыс жарық пен қозған мәселе арасындағы өзара әрекеттесу арқылы қаншалықты үйлесімді фотондар қалай шығарылғанын сипаттайды. Эмиссияны ынталандыру үшін, риясыз шығарындылардан бастайық:
Раналық эмиссия: Атомдарда, молекулаларда немесе басқа микроскопиялық бөлшектерде, электрондар сыртқы энергияны (мысалы, электр немесе оптикалық энергия) сіңіре алады және қозған мемлекет ретінде белгілі энергия деңгейіне көшуі мүмкін. Алайда, жан-жақты электрондар тұрақсыз және ақырында қысқа мерзімнен кейін жердегі мемлекет ретінде белгілі энергия деңгейіне оралады. Осы процессте электрон өздігінен шығарылатын фотоннан шығарылады. Мұндай фотондар жиілік, фаза және бағыт бойынша кездейсоқ, сондықтан келісімділік жоқ.
Эмиссияны ынталандырады: Қозғалмалы эмиссияның кілті - бұл қозған мемлекеттік электрон өзінің ауыспалы энергиясына сәйкес келетін энергиямен кездескен кезде, фотон жаңа фотоннан шығарып, электронды жер күйіне оралуға шақыруы мүмкін. Жаңа фотон түпнұсқаға сәйкес келеді, ол жиілік, фаза және таралу бағыты бойынша, нәтижесінде когерентті жарыққа әкеледі. Бұл құбылыс фотосуреттердің саны мен энергиясын едәуір арттырады және лазерлердің негізгі механизмі болып табылады.
Ынталандырылған шығарындылардың оң кері байланысты әсері: Лазерлердің дизайнында, эмиссиялардың қоздырылған процесі бірнеше рет қайталанады, ал оң кері байланыс әсері фотондар санын экспоненциалды түрде көбейтуі мүмкін. Резонанстық қуыстың көмегімен фотондардың үйлесімділігі сақталып, жеңіл сәуленің қарқындылығы үздіксіз өсті.
2. Орташа алу
ТаОрташа алуЛазердегі негізгі материал - фотондар мен лазерлік шығаруды күшейтуді анықтайды. Бұл эмиссияның физикалық негізі және оның қасиеттері лазердің жиілігін, толқын ұзындығын және шығыс қуатын анықтайды. Жиналыстың түрі мен сипаттамалары лазердің қолданылуына және жұмысына тікелей әсер етеді.
Қоздыру механизмі: GAILD ортасындағы электрондар сыртқы энергия көзімен жоғары энергия деңгейіне толы болуы керек. Бұл процеске әдетте сыртқы энергиямен жабдықтау жүйелерімен қол жеткізіледі. Жалпы қозу механизмдері:
Электр айдау: Электр тогын қолдану арқылы алынған ортадағы электрондарды қызықтырыңыз.
Оптикалық сорғы: Ашық көзі бар ортадан (мысалы, флэш шам немесе басқа лазер).
Энергетикалық деңгейлер жүйесі: GAIL ортасындағы электрондар әдетте белгілі бір энергия деңгейлерінде таратылады. Ең көп кездеседіЕкі деңгейлі жүйелержінеТөрт деңгейлі жүйелер. Қарапайым екі деңгейлі жүйеде электрондар жер учаскесінен қозған күйге ауысады, содан кейін шығарындылар арқылы қозғалған мемлекетке оралады. Төрт деңгейлі жүйеде электрондар әр түрлі энергия деңгейлері арасындағы күрделі ауысулардан өтеді, көбінесе тиімділікке әкеледі.
Жасау медиасының түрлері:
Газ алу орны: Мысалы, гелий-неон (He-NE) лазерлері. Газ алу БАҚ олардың тұрақты шығуымен және тұрақты толқын ұзындығымен танымал және зертханаларда стандартты жарық көздері ретінде кеңінен қолданылады.
Сұйық алу ортасы: Мысалы, бояу лазерлері. Бояғыш молекулаларда әр түрлі толқын ұзындығы бойынша жақсы қозғалу қасиеттері бар, оларды баптап тураланатын лазерлерге өте ыңғайлы етеді.
Қатты ойын ортасы: Мысалы, ND (Neodymium-Doped Yttrium алюминий гранты) лазерлері. Бұл лазерлер өте тиімді және қуатты және өнеркәсіптік кесу, дәнекерлеу және медициналық қосымшаларда кеңінен қолданылады.
Жартылай өткізгіш орташа: Мысалы, галлий арсениді (GAAS) материалдары байланыста және лазер диодтары сияқты оптоэлектрондық құрылғыларда кеңінен қолданылады.
3. Ресонатор қуысы
Тарезонатор қуысыКері байланыс және күшейту үшін қолданылатын лазердегі құрылымдық компонент. Оның негізгі функциясы - ынталандырылған эмиссиялар арқылы шығарылған фотондар санын жақсарту, осылайша қуғынның ішінде оларды қуаттандырады және күшейтеді, осылайша күшті және бағытталған лазерлік шығару пайда болады.
Резонатор қуысының құрылымы: Әдетте екі параллель айналардан тұрады. Біреуі - толығымен шағылысатын айна, деп аталадыАртқы айна, ал екіншісі - жартылай шағылыстырғыш айна, деп аталадышығыс айна. Фотондар қуыста артқа және артқа қарай шағылып, пайда болу ортасымен өзара әрекеттесу арқылы күшейтіледі.
Резонанс жағдайы: Резонатор қуысының дизайны белгілі бір шарттарға сәйкес келуі керек, мысалы, фотондар қуыс ішіндегі толқындар қалыптастыруды қамтамасыз ету. Бұл қуыстың ұзындығынан лазерлік толқын ұзындығының көптігі болуы керек. Тек осы жағдайларға сәйкес келетін жарық толқындары қуыс ішінде тиімді күшейе түсуі мүмкін.
Шығыс сәулесі: Жартылай шағылыстыратын айна қосарланған сәуле сәулесінің бір бөлігін лазердің шығыс сәулесін қалыптастыруға мүмкіндік береді. Бұл сәуленің жоғары бағыты, келісімі және монохроматикасы бар.
Егер сіз көбірек білгіңіз келсе немесе лазерлерге қызығушылық танытқыңыз келсе, бізге хабарласыңыз:
Лумиспот
Мекен-жайы: 4-ғимарат, №99 Furong 3-ші жол, Xishan Dist. WUXI, 214000, Қытай
Тел: + 86-0510 87381808.
Ұялы телефон: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Веб-сайт: www.lumispot-tech.com
POST TIME: SEP-18-2024