Професионално знаење

Принцип состав и примена на ласер

2021-08-04
Ласерот е уред кој може да емитува ласер. Според работниот медиум, ласерите можат да се поделат во четири категории: гасни ласери, цврсти ласери, полупроводнички ласери и ласери за боја. Неодамна, беа развиени ласери за слободни електрони. Ласерите со висока моќност обично се пулсирани. Излез.

Принципот на работа на ласерот:
Освен за слободните електронски ласери, основните принципи на работа на различни ласери се исти. Незаменливите услови за ласерско генерирање се инверзија на популацијата и поголема добивка од загуба, така што незаменливите компоненти во уредот се изворот на возбудување (или пумпање) и работен медиум со метастабилно ниво на енергија. Побудувањето значи дека работниот медиум е возбуден до возбудена состојба откако ќе ја апсорбира надворешната енергија, создавајќи услови за реализација и одржување на популационата инверзија. Методите на возбудување вклучуваат оптичко возбудување, електрично возбудување, хемиско возбудување и возбудување на нуклеарна енергија.
Метастабилното ниво на енергија на работниот медиум прави стимулираното зрачење да доминира, со што се остварува оптичко засилување. Вообичаените компоненти во ласерите вклучуваат резонантна празнина, но резонантната празнина (видете оптичка резонантна празнина) не е неопходна компонента. Резонантната празнина може да направи фотоните во шуплината да имаат иста фреквенција, фаза и насока на движење, така што ласерот има добра насоченост и кохерентност. Покрај тоа, може добро да ја скрати должината на работниот материјал, а исто така може да го прилагоди режимот на генерираниот ласер со менување на должината на резонантната празнина (т.е. избор на режим), така што генерално ласерите имаат резонантни шуплини.

Ласерот обично се состои од три дела:
1. Работна супстанција: Во основата на ласерот, само супстанцијата што може да постигне транзиција на енергетското ниво може да се користи како работна супстанција на ласерот.
2. Поттикнувачка енергија: нејзината функција е да дава енергија на работната материја и да ги возбудува атомите од ниско-енергетско ниво на високо-енергетско ниво на надворешна енергија. Обично може да има светлосна енергија, топлинска енергија, електрична енергија, хемиска енергија итн.
3. Оптичка резонантна празнина: Првата функција е стимулираното зрачење на работната супстанција да продолжи континуирано; вториот е континуирано забрзување на фотоните; третата е да се ограничи насоката на ласерскиот излез. Наједноставната оптичка резонантна празнина е составена од две паралелни огледала поставени на двата краја на хелиум-неонскиот ласер. Кога некои неонски атоми преминуваат помеѓу двете енергетски нивоа кои постигнале инверзија на населението и зрачат фотони паралелно со насоката на ласерот, овие фотони ќе се рефлектираат напред-назад помеѓу двете огледала, со што континуирано предизвикуваат стимулирано зрачење. Многу силна ласерска светлина се произведува многу брзо.

Квалитетот на светлината што ја емитува ласерот е чист, а спектарот е стабилен, што може да се користи на многу начини:
Рубин ласер: Оригиналниот ласер беше дека рубинот се возбудува со светла светкава сијалица, а произведениот ласер беше „пулсен ласер“ наместо континуиран и стабилен зрак. Квалитетот на брзината на светлината произведена од овој ласер е фундаментално различен од ласерот произведен од ласерската диода што ја користиме сега. Оваа интензивна емисија на светлина која трае само неколку наносекунди е многу погодна за снимање објекти кои лесно се движат, како што се холографски портрети на луѓе. Првиот ласерски портрет е роден во 1967 година. Рубините ласери бараат скапи рубини и можат да произведат само кратки импулси на светлина.

Хе-Не ласер: Во 1960 година, научниците Али Јаван, Вилијам Р. Бренет Џуниор и Доналд Хериот дизајнираа ласер Хе-Не. Ова е првиот гасен ласер. Овој тип на ласер најчесто го користат холографските фотографи. Две предности: 1. Производство на континуиран ласерски излез; 2. Не ви треба блиц сијалица за возбудување на светлината, туку користете електричен побудувачки гас.

Ласерска диода: Ласерската диода е еден од најчесто користените ласери. Феноменот на спонтана рекомбинација на електрони и дупки од двете страни на PN спојот на диодата за да испушта светлина се нарекува спонтана емисија. Кога фотонот генериран од спонтано зрачење поминува низ полупроводникот, штом ќе помине во близина на емитираниот пар електрон-дупка, може да ги возбуди двајцата да се рекомбинираат и да произведат нови фотони. Овој фотон ги поттикнува возбудените носители да се рекомбинираат и да испуштаат нови фотони. Феноменот се нарекува стимулирана емисија.

Ако инјектираната струја е доволно голема, ќе се формира распределба на носачот спротивна на состојбата на топлинска рамнотежа, односно инверзија на популацијата. Кога носителите во активниот слој се во голем број инверзии, мала количина на спонтано зрачење произведува индуцирано зрачење поради реципроцираното одразување на двата краја на резонантната празнина, што резултира со фреквентно селективна резонантна позитивна повратна информација или стекнување одредена фреквенција. Кога засилувањето е поголемо од загубата на апсорпција, кохерентна светлина со добри спектрални линии-ласерска светлина може да се емитува од PN спојот. Пронајдокот на ласерската диода овозможува брзо популаризирање на ласерските апликации. Постојано се развиваат и популаризираат различни видови скенирање информации, комуникации со оптички влакна, опсег на ласер, лидар, ласерски дискови, ласерски покажувачи, колекции од супермаркети итн.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept