Il-prinċipju bażiku tax-xogħol ta 'laser (amplifikazzjoni tad-dawl permezz ta' emissjoni stimulata ta 'radjazzjoni) huwa bbażat fuq il-fenomenu ta' emissjoni ta 'dawl stimulat. Permezz ta 'serje ta' disinji u strutturi preċiżi, il-lejżers jiġġeneraw travi b'koerenza għolja, monokromatiċità, u luminożità. Il-lejżers jintużaw ħafna fit-teknoloġija moderna, inkluż f'oqsma bħal komunikazzjoni, mediċina, manifattura, kejl, u 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 stimulata
Emissjoni stimulataIl-prinċipju fundamentali wara l-ġenerazzjoni tal-lejżer, l-ewwel propost minn Einstein fl-1917. Dan il-fenomenu jiddeskrivi kif fotoni aktar koerenti huma prodotti permezz tal-interazzjoni bejn materja ħafifa u stat eċċitati. Biex nifhmu aħjar l-emissjoni stimulata, ejja nibdew b'emissjoni spontanja:
Emissjoni spontanja: F'atomi, molekuli, jew partiċelli mikroskopiċi oħra, elettroni jistgħu jassorbu l-enerġija esterna (bħal enerġija elettrika jew ottika) u tranżizzjoni għal livell ta 'enerġija ogħla, magħruf bħala l-istat eċċitati. Madankollu, elettroni ta 'stat eċċitati huma instabbli u eventwalment jirritornaw għal livell ta' enerġija aktar baxx, magħruf bħala l-istat tal-art, wara perjodu qasir. Matul dan il-proċess, l-elettroni jirrilaxxa foton, li huwa emissjoni spontanja. Tali fotoni huma każwali f'termini ta 'frekwenza, fażi, u direzzjoni, u għalhekk m'għandhomx koerenza.
Emissjoni stimulata: Iċ-ċavetta għall-emissjoni stimulata hija li meta elettron ta 'stat eċċitat jiltaqa' ma 'foton b'enerġija li taqbel mal-enerġija ta' transizzjoni tiegħu, il-foton jista 'jwassal lill-elettron biex jirritorna fl-istat ta' l-art waqt 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 stimulata: Fid-disinn tal-lejżers, il-proċess ta 'emissjoni stimulata huwa ripetut bosta 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. Qligħ medju
Ilqligħ medjuhuwa l-materjal tal-qalba fil-laser li jiddetermina l-amplifikazzjoni tal-fotoni u l-ħruġ tal-lejżer. Hija l-bażi fiżika għall-emissjoni stimulata, u l-proprjetajiet tagħha jiddeterminaw il-frekwenza, it-tul ta 'mewġa, u l-qawwa tal-ħruġ tal-laser. It-tip u l-karatteristiċi tal-mezz tal-qligħ jaffettwaw direttament l-applikazzjoni u l-prestazzjoni tal-laser.
Mekkaniżmu ta 'eċċitazzjoni: L-elettroni fil-medju tal-qligħ jeħtieġ li jkunu eċċitati għal livell ta 'enerġija ogħla minn sors ta' enerġija estern. Dan il-proċess ġeneralment jinkiseb permezz ta 'sistemi esterni ta' provvista ta 'enerġija. Mekkaniżmi ta 'eċċitazzjoni komuni jinkludu:
Ippumpjar elettriku: Eċċitanti l-elettroni fil-medju tal-gwadann billi japplikaw kurrent elettriku.
Ippumpjar ottiku: Eċċitanti l-mezz b'sors tad-dawl (bħal lampa tal-flash jew laser ieħor).
Sistema ta 'Livelli ta' Enerġija: L-elettroni fil-mezz ta 'qligħ huma tipikament imqassma f'livelli speċifiċi ta' enerġija. L-iktar komuni humaSistemi fuq żewġ livelliuSistemi ta 'erba' livelli- F'sistema sempliċi ta 'żewġ livelli, l-elettroni jgħaddu mill-istat tal-art għall-istat eċċitati u mbagħad jirritornaw fl-istat tal-art permezz ta' emissjoni stimulata. F'sistema ta 'erba' livelli, l-elettroni jgħaddu minn transizzjonijiet aktar kumplessi bejn livelli ta 'enerġija differenti, ħafna drabi jirriżultaw f'effiċjenza ogħla.
Tipi ta 'Midja ta' Qligħ:
Medju tal-qligħ tal-gass: Pereżempju, lasers tal-elju-neon (he-ne). Il-midja tal-qligħ tal-gass hija magħrufa għall-produzzjoni stabbli tagħhom u għat-tul ta 'mewġa fissa, u huma użati ħafna bħala sorsi tad-dawl standard fil-laboratorji.
Mezz ta 'qligħ likwidu: Pereżempju, lasers taż-żebgħa. Il-molekuli taż-żebgħa għandhom proprjetajiet tajbin ta 'eċċitazzjoni fuq tulijiet ta' mewġ differenti, li jagħmluhom ideali għal lasers sintonizzabbli.
Mezz ta 'qligħ solidu: Pereżempju, lasers ND (NEODYMIUM-DOPED YTTRIUM ALUMINUM). Dawn il-lejżers huma effiċjenti ħafna u qawwija, u huma użati ħafna fil-qtugħ, iwweldjar u applikazzjonijiet mediċi industrijali.
Medju ta 'qligħ tas-semikondutturi: Pereżempju, il-materjali tal-gallju arsenide (GAAs) jintużaw ħafna fil-komunikazzjoni u apparat optoelettroniku bħal dijodi tal-lejżer.
3. Il-kavità tar-reżonatur
Ilkavità tar-reżonaturhuwa komponent strutturali fil-lejżer użat għar-rispons 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 produzzjoni qawwija u ffokata bil-lejżer.
Struttura tal-kavità tar-reżonatur: Ġeneralment tikkonsisti f'żewġ mirja paralleli. Waħda hija mera li tirrifletti għal kollox, magħrufa bħala l -mera ta 'wara, u l - ieħor huwa mera li tirrifletti parzjalment, magħrufa bħala l -mera tal-ħruġ- Il-fotoni jirriflettu 'l quddiem u lura fil-kavità u huma amplifikati permezz ta' interazzjoni mal-mezz ta 'qligħ.
Kundizzjoni ta 'reżonanza: Id-disinn tal-kavità tar-reżonatur għandu jissodisfa ċerti kundizzjonijiet, bħall-iżgurar li l-fotoni jiffurmaw mewġ wieqaf ġewwa l-kavità. Dan jirrikjedi li t-tul tal-kavità jkun multiplu tat-tul tal-mewġ tal-lejżer. Il-mewġ tad-dawl biss li jissodisfaw dawn il-kundizzjonijiet jistgħu jiġu amplifikati b'mod effettiv ġewwa l-kavità.
Raġġ tal-ħruġ: Il-mera li tirrifletti parzjalment tippermetti li l-porzjon tar-raġġ tad-dawl amplifikat jgħaddi minnu, li jifforma r-raġġ tal-ħruġ tal-lejżer. Dan ir-raġġ għandu direzzjonalità għolja, koerenza, u monokromatiċità.
Jekk trid titgħallem aktar jew tkun 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.
Mobile: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Websajt: www.lumispot-tech.com
Ħin ta 'wara: Settembru-18-2024