Πώς λειτουργεί το laser
Εκτός από τα ελεύθερα λέιζερ ηλεκτρονίων, οι βασικές αρχές εργασίας των διαφόρων λέιζερ είναι το ίδιο. Η απαραίτητη προϋπόθεση για τη δημιουργία φωτός λέιζερ είναι ότι η αντιστροφή πληθυσμού και η αύξηση είναι μεγαλύτερη από την απώλεια, έτσι τα απαραίτητα στοιχεία της συσκευής είναι η πηγή της διέγερσης (ή άντλησης) και το μέσο της εργασίας με το μετασταθείς επίπεδο ενέργειας. Διέγερση είναι η διέγερση του μέσου εργασίας να διεγείρει την διεγερμένη κατάσταση, δημιουργώντας συνθήκες για την επίτευξη και τη διατήρηση της αντιστροφής πληθυσμών. Το κίνητρο μέθοδοι περιλαμβάνουν οπτικής διέγερσης, ηλεκτρική διέγερση, χημική διέγερση και διέγερσης της πυρηνικής ενέργειας.
Το μετασταθείς επίπεδο ενέργειας από το μέσο της εργασίας είναι τέτοια ώστε να διεγείρεται ακτινοβολίας κυριαρχεί, επιτυγχάνοντας έτσι οπτική ενίσχυση. Ένα κοινό συστατικό της ένα λέιζερ είναι μια κοιλότητα συνήχησης, αλλά την ηχηρή κοιλότητα (δείτε την οπτική κοιλότητα) δεν είναι απαραίτητο συστατικό στοιχείο. Η κοιλότητα συνήχησης επιτρέπει τα φωτόνια στην κοιλότητα για να έχουν μια σταθερή συχνότητα, φάση και κατεύθυνση του ταξιδιού, επιτρέποντας έτσι το λέιζερ να έχουν καλή κατευθυντικότητα και συνοχή. Επιπλέον, μπορεί να συντομεύσει τη διάρκεια της εργασίας ουσίας καλά, και επίσης να ρυθμίσετε τη λειτουργία του laser που δημιουργούνται, αλλάζοντας το μήκος της κοιλότητας (δηλαδή, επιλογή λειτουργίας), έτσι το λέιζερ έχει γενικά μια κοιλότητα συντονισμού-συνήχησης.
Το λέιζερ γενικά αποτελείται από τρία μέρη
1. εργασίας επί της ουσίας: Ο πυρήνας του λέιζερ, μόνο το υλικό που μπορεί να επιτύχει τη μετάβαση ενεργειακό επίπεδο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως η ουσία εργασίας του λέιζερ.
2, κίνητρο ενέργειας: ο ρόλος της είναι να δώσει ενέργεια για την ουσία εργασίας, atom είναι ενθουσιασμένος από το χαμηλό επίπεδο ενέργειας, το υψηλό επίπεδο της ενέργειας, της εξωτερικής ενέργειας. Συνήθως υπάρχουν φωτεινή ενέργεια, θερμική ενέργεια, ηλεκτρική ενέργεια, χημική ενέργεια και ούτω καθεξής.
3. οπτική κοιλότητα συνήχησης: Η πρώτη δράση είναι να κάνει την ακτινοβολία που διεγείρεται από την ουσία εργασίας συνεχώς? το δεύτερο είναι να επιταχύνει συνεχώς το φωτόνιο? το τρίτο είναι να περιορίσει την κατεύθυνση της εξόδου λέιζερ. Η απλούστερη οπτική κοιλότητα αποτελείται από δύο αμοιβαία παράλληλα καθρέφτες που τοποθετούνται στα άκρα του HeNe λέιζερ. Όταν κάποια δευτέριο ατόμων μετάβαση μεταξύ των δύο επιπέδων ενέργειας που επιτευχθεί αναστροφή σωματιδίων, και εκπέμπει φωτόνια παράλληλα προς την κατεύθυνση του λέιζερ, αυτά φωτόνια θα αντανακλούν μπρος-πίσω μεταξύ των δύο καθρέπτες, προκαλώντας έτσι συνεχώς τονωθεί ακτινοβολία. Ένα πολύ ισχυρό λέιζερ παράγεται πολύ γρήγορα.
Το αγνό φως και σταθερή φάσμα του λέιζερ μπορεί να εφαρμοστεί σε πολλές πτυχές.
Ρουμπίνι λέιζερ: Το αρχικό laser ήταν ένα ρουμπίνι που ήταν ενθουσιασμένος από μια φωτεινή λάμπα φλας. Το λέιζερ που παράγεται ήταν ένα «παλμικού λέιζερ» παρά μια συνεχώς σταθερή ακτίνα. Η ποιότητα του φωτός που παράγεται από αυτό το λέιζερ είναι ουσιαστικά διαφορετικό από το λέιζερ που παράγεται από το λέιζερ διόδων που χρησιμοποιούμε σήμερα. Αυτό έντονη εκπομπή φωτός, που διαρκεί μόνο μερικά δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου, είναι ιδανικό για τη σύλληψη των αντικειμένων που είναι εύκολο να κινηθούν, όπως πορτραίτα των ολογραφικών πορτρέτα. Το πρώτο πορτραίτο λέιζερ γεννήθηκε το 1967. Ρουμπίνι λέιζερ απαιτούν ακριβά ρουμπίνια και μπορεί να παράγει μόνο σύντομες εκρήξεις φωτός.
Λέιζερ ηλίου: 1960 επιστήμονες της Ιάβας Ali, William R. Brennet νεώτερος και Donald Herriot σχεδιαστεί HeNe λέιζερ. Αυτό είναι το πρώτο λέιζερ αερίου που χρησιμοποιείται συνήθως στην ολογραφική φωτογράφοι. Δύο πλεονεκτήματα: 1. παράγουν συνεχές λέιζερ εξόδου? 2. δεν χρειάζονται για λάμπα φλας για να εκτελέσει φως διέγερση, αλλά χρησιμοποιούν φυσικό αέριο ηλεκτρικής διέγερσης.
Δίοδοι λέιζερ: λέιζερ διόδων είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενη laser. Το φαινόμενο της αυθόρμητης ανασυνδυασμού ηλεκτρόνια και τρύπες στις δύο πλευρές του PN διασταύρωση διόδου ονομάζεται αυθόρμητη εκπομπή. Όταν τα φωτόνια που δημιουργούνται από την αυθόρμητη εκπομπή περάσει μέσα από τον ημιαγωγό, αφού περνούν μέσα από τα ζεύγη εκπεμπόμενο ηλεκτρονίων-τρύπα, μπορούν να είναι ενθουσιασμένος για να ανασυνδυάζεται να παράγουν νέα φωτόνια, που προκαλούν οι ενθουσιασμένος μεταφορείς να ανασυνδυάζεται και εκπέμπει φωτόνια νέα. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται διεγείρεται ακτινοβολία.
Εάν η τρέχουσα εισφορά είναι αρκετά μεγάλο, σχηματίζεται μια διανομή του μεταφορέα απέναντι στο κράτος θερμική ισορροπία, δηλαδή, ο αριθμός του πληθυσμού έχει αντιστραφεί. Όταν οι αερομεταφορείς στην ενεργή στρώση σε ένα μεγάλο αριθμό ανατροπές, μια μικρή ποσότητα αυθόρμητα δημιουργούνται φωτόνια παράγουν επαγωγικό ακτινοβολία λόγω αμοιβαία αντανάκλαση στις δύο άκρες της κοιλότητας ηχηρή, με αποτέλεσμα την επιλεκτική ανατροφοδότηση των το επιλεκτική αντήχηση συχνότητας ή κέρδος για μια ορισμένη συχνότητα. Όταν το κέρδος είναι μεγαλύτερη από την απώλεια της απορρόφησης, ένα συνεκτικό φως με ένα καλό φασματική γραμμή, το λέιζερ, μπορεί να εκπέμπεται από το PN διασταύρωση. Η εφεύρεση των διόδων λέιζερ επιτρέπει την ταχεία εφαρμογή της εφαρμογές laser, διάφορους τύπους πληροφοριών σάρωση, οπτικών επικοινωνιών ινών, λέιζερ που κυμαίνονται, ραντάρ λέιζερ, λέιζερ δίσκων, δείκτες λέιζερ, συλλογές σούπερ μάρκετ, κ.λπ., και διάφορα εφαρμογές γίνονται συνεχώς αναπτύχθηκε και διαδόθηκε.
