Il-prinċipju bażiku tax-xogħol ta 'laser

Il-prinċipju bażiku tax-xogħol ta 'lejżer (Amplifikazzjoni tad-Dawl b'Emissjoni Stimolata ta' Radjazzjoni) huwa bbażat fuq il-fenomenu ta 'emissjoni stimulata tad-dawl. Permezz ta 'serje ta' disinji u strutturi preċiżi, il-lejżers jiġġeneraw raġġi b'koerenza għolja, monokromatika u luminożità. Il-lejżers jintużaw ħafna fit-teknoloġija moderna, inkluż f'oqsma bħall-komunikazzjoni, il-mediċina, il-manifattura, il-kejl u r-riċerka xjentifika. L-effiċjenza għolja u l-karatteristiċi ta 'kontroll preċiżi tagħhom jagħmluhom il-komponent ewlieni ta' ħafna teknoloġiji. Hawn taħt hawn spjegazzjoni dettaljata tal-prinċipji tax-xogħol tal-lejżers u l-mekkaniżmi ta 'tipi differenti ta' lejżers.

1. Emissjoni Stimolata

Emissjoni stimulatahuwa l-prinċipju fundamentali wara l-ġenerazzjoni tal-lejżer, propost għall-ewwel darba minn Einstein fl-1917. Dan il-fenomenu jiddeskrivi kif fotoni aktar koerenti huma prodotti permezz tal-interazzjoni bejn id-dawl u l-materja tal-istat eċċitati. Biex nifhmu aħjar l-emissjoni stimulata, ejja nibdew bl-emissjoni spontanja:

Emissjoni Spontanja: Fl-atomi, molekuli, jew partiċelli mikroskopiċi oħra, l-elettroni jistgħu jassorbu l-enerġija esterna (bħal enerġija elettrika jew ottika) u t-tranżizzjoni għal livell ogħla ta 'enerġija, magħruf bħala l-istat eċċitati. Madankollu, l-elettroni ta 'l-istat eċċitati huma instabbli u eventwalment jerġgħu lura għal livell ta' enerġija aktar baxx, magħruf bħala l-istat fundamentali, wara perjodu qasir. Matul dan il-proċess, l-elettron jirrilaxxa foton, li huwa emissjoni spontanja. Fotoni bħal dawn huma każwali f'termini ta 'frekwenza, fażi, u direzzjoni, u għalhekk m'għandhomx koerenza.

Emissjoni Stimolata: Iċ-ċavetta għall-emissjoni stimulata hija li meta elettron ta 'stat eċċitati jiltaqa' ma 'foton b'enerġija li tqabbel l-enerġija ta' transizzjoni tiegħu, il-foton jista 'jwassal lill-elettron biex jerġa' lura għall-istat fundamentali filwaqt li jirrilaxxa foton ġdid. Il-foton il-ġdid huwa identiku għal dak oriġinali f'termini ta 'frekwenza, fażi, u direzzjoni ta' propagazzjoni, li jirriżulta f'dawl koerenti. Dan il-fenomenu jamplifika b'mod sinifikanti n-numru u l-enerġija tal-fotoni u huwa l-mekkaniżmu ewlieni tal-lejżers.

Effett ta' Feedback Pożittiv ta' Emissjoni Stimolata: Fid-disinn tal-lejżers, il-proċess ta 'emissjoni stimulata huwa ripetut diversi drabi, u dan l-effett ta' feedback pożittiv jista 'jżid b'mod esponenzjali n-numru ta' fotoni. Bl-għajnuna ta 'kavità reżonanti, tinżamm il-koerenza tal-fotoni, u l-intensità tar-raġġ tad-dawl tiżdied kontinwament.

2. Gwadan Medju

Il-gwadann medjuhuwa l-materjal tal-qalba fil-lejżer li jiddetermina l-amplifikazzjoni tal-fotoni u l-output tal-lejżer. Hija l-bażi fiżika għall-emissjoni stimulata, u l-proprjetajiet tagħha jiddeterminaw il-frekwenza, il-wavelength, u l-qawwa tal-ħruġ tal-laser. It-tip u l-karatteristiċi tal-medja tal-qligħ jaffettwaw direttament l-applikazzjoni u l-prestazzjoni tal-laser.

Mekkaniżmu ta' Eċitazzjoni: L-elettroni fil-medju tal-qligħ jeħtieġ li jkunu eċċitati għal livell ogħla ta 'enerġija minn sors ta' enerġija esterna. Dan il-proċess normalment jinkiseb minn sistemi esterni ta 'provvista ta' enerġija. Mekkaniżmi ta' eċċitazzjoni komuni jinkludu:

Ippumpjar Elettriku: Eċitanti l-elettroni fil-medja tal-gwadann bl-applikazzjoni ta 'kurrent elettriku.

Ippumpjar ottiku: Eċitanti tal-medju b'sors tad-dawl (bħal fanal flash jew lejżer ieħor).

Sistema tal-Livelli tal-Enerġija: Elettroni fil-medja tal-qligħ huma tipikament distribwiti f'livelli speċifiċi ta 'enerġija. L-aktar komuni humasistemi fuq żewġ livelliusistemi ta’ erba’ livelli. F'sistema sempliċi ta 'żewġ livelli, l-elettroni transizzjoni mill-istat bażi għall-istat eċċitati u mbagħad jirritornaw għall-istat bażiku permezz ta' emissjoni stimulata. F'sistema ta 'erba' livelli, l-elettroni jgħaddu minn tranżizzjonijiet aktar kumplessi bejn livelli ta 'enerġija differenti, li ħafna drabi jirriżultaw f'effiċjenza ogħla.

Tipi ta 'Media Gwadan:

Medju tal-Gass tal-Gass: Per eżempju, lejżers elju-neon (He-Ne). Il-midja tal-gwadann tal-gass huma magħrufa għall-produzzjoni stabbli u l-wavelength fiss tagħhom, u jintużaw ħafna bħala sorsi tad-dawl standard fil-laboratorji.

Medju Gwadan Likwidu: Per eżempju, lejżers taż-żebgħa. Il-molekuli taż-żebgħa għandhom proprjetajiet ta 'eċitazzjoni tajbin f'tul ta' mewġ differenti, li jagħmluhom ideali għal lejżers tunable.

Medju Gwadan Solidu: Pereżempju, lejżers Nd (granata tal-aluminju tal-ittriju drogat bin-neodimju). Dawn il-lejżers huma effiċjenti ħafna u b'saħħithom, u jintużaw ħafna fil-qtugħ industrijali, l-iwweldjar u l-applikazzjonijiet mediċi.

Semikondutturi Gwadan Medju: Pereżempju, materjali tal-gallium arsenide (GaAs) jintużaw ħafna fil-komunikazzjoni u apparati optoelettroniċi bħal dajowds tal-lejżer.

3. Kavità tar-Resonator

Il-kavità tar-resonaturhuwa komponent strutturali fil-laser użat għall-feedback u l-amplifikazzjoni. Il-funzjoni ewlenija tagħha hija li ttejjeb in-numru ta 'fotoni prodotti permezz ta' emissjoni stimulata billi tirrifletti u tamplifikahom ġewwa l-kavità, u b'hekk tiġġenera output tal-lejżer b'saħħtu u ffukat.

Struttura tal-Kavità tar-Resonator: Normalment tikkonsisti f'żewġ mirja paralleli. Wieħed huwa mera li tirrifletti bis-sħiħ, magħrufa bħala l-mera ta' wara, u l-oħra hija mera parzjalment li tirrifletti, magħrufa bħala l-mera tal-ħruġ. Il-fotoni jirriflettu 'l quddiem u lura fil-kavità u huma amplifikati permezz ta' interazzjoni mal-medja tal-gwadann.

Kundizzjoni tar-Reżonanza: Id-disinn tal-kavità tar-resonatur għandu jissodisfa ċerti kundizzjonijiet, bħall-iżgurar li l-fotoni jiffurmaw mewġ wieqfa ġewwa l-kavità. Dan jeħtieġ li t-tul tal-kavità jkun multiplu tal-wavelength tal-lejżer. Il-mewġ tad-dawl biss li jissodisfa dawn il-kundizzjonijiet jista 'jiġi amplifikat b'mod effettiv ġewwa l-kavità.

Output Beam: Il-mera li tirrifletti parzjalment tippermetti li porzjon tar-raġġ tad-dawl amplifikat jgħaddi, u jifforma r-raġġ tal-ħruġ tal-lejżer. Dan ir-raġġ għandu direzzjonalità għolja, koerenza, u monokromatiċità.

Jekk trid titgħallem aktar jew inti interessat fil-lejżers, jekk jogħġbok tħossok liberu li tikkuntattjana:

Lumispot

Indirizz: Bini 4 #, No.99 Furong 3rd Road, Xishan Dist. Wuxi, 214000, iċ-Ċina

Tel: + 86-0510 87381808.

Mobbli: + 86-15072320922

Email: sales@lumispot.cn

Websajt: www.lumispot-tech.com