Laser refererer til prosessen og instrumentet for å generere kollimerte, monokromatiske, sammenhengende lysstråler gjennom stimulert strålingsforsterkning og nødvendig tilbakemelding. I utgangspunktet krever lasergenerering tre elementer: en "resonator", et "gevinstmedium" og en "pumpekilde."
A. prinsipp
Bevegelsestilstanden til et atom kan deles inn i forskjellige energinivåer, og når atomet overgår fra et høyt energinivå til et lavt energinivå, frigjør det fotoner med tilsvarende energi (såkalt spontan stråling). Tilsvarende, når et foton er hendelsen på et energinivåsystem og absorberes av det, vil det føre til at atomet går over fra et lavt energinivå til et høyt energinivå (såkalt eksitert absorpsjon); Deretter vil noen av atomene som går over til høyere energinivå overgang til lavere energinivå og avgir fotoner (såkalt stimulert stråling). Disse bevegelsene oppstår ikke isolert, men ofte parallelt. Når vi lager en tilstand, for eksempel å bruke passende medium, resonator, nok eksternt elektrisk felt, blir den stimulerte strålingen forsterket slik at mer enn den stimulerte absorpsjonen, generelt sett vil det bli avgitt fotoner, noe som resulterer i laserlys.
B. Klassifisering
I henhold til mediet som produserer laseren, kan laseren deles inn i flytende laser, gasslaser og fast laser. Nå er den vanligste halvlederlaseren en slags solid-state-laser.
C. Sammensetning
De fleste lasere er sammensatt av tre deler: eksitasjonssystem, lasermateriale og optisk resonator. Eksitasjonssystemer er enheter som produserer lys, elektrisk eller kjemisk energi. For øyeblikket er de viktigste insentivmidlene som brukes lys, strøm eller kjemisk reaksjon. Laserstoffer er stoffer som kan produsere laserlys, for eksempel rubiner, berylliumglass, neongass, halvledere, organiske fargestoffer, etc. Rollen som optisk resonanskontroll er å forbedre lysstyrken til utgangslaseren, justere og velge bølgelengden og retningen til lasen.
D. Søknad
Laser er mye brukt, hovedsakelig fiberkommunikasjon, laserområde, laserskjæring, laservåpen, laserskive og så videre.
E. Historie
I 1958 oppdaget amerikanske forskere Xiaoluo og Townes et magisk fenomen: Når de satte lyset som sendes ut av den indre lyspæren på en sjelden jordkrystall, vil molekylene i krystallen avgi lyst, alltid sammen sterkt lys. I følge dette fenomenet foreslo de "laserprinsippet", det vil si når stoffet er begeistret av den samme energien som den naturlige svingningsfrekvensen til molekylene, vil det gi dette sterke lyset som ikke avviker - laser. De fant viktige papirer for dette.
Etter publiseringen av Sciolo og Townes forskningsresultater, foreslo forskere fra forskjellige land forskjellige eksperimentelle ordninger, men de var ikke vellykkede. 15. mai 1960 kunngjorde Mayman, en forsker ved Hughes Laboratory i California, at han hadde oppnådd en laser med en bølgelengde på 0,6943 mikron, som var den første laseren som noen gang er oppnådd av mennesker, og Mayman ble dermed den første forskeren i verden som introduserte lasere i det praktiske feltet.
7. juli 1960 kunngjorde Mayman fødselen av verdens første laser, Maymans ordning er å bruke et høyintensiv flash-rør for å stimulere kromatomer i en rubinkrystall, og dermed produsere en veldig konsentrert tynn rød lys-kolonne, når den blir avfyrt på et bestemt punkt, kan den nå en temperatur høyere enn overflaten på solen.
Den sovjetiske forskeren H.y Basov oppfant halvlederlaseren i 1960. Strukturen til halvlederlaser er vanligvis sammensatt av P -lag, N lag og aktivt lag som danner dobbelt heterojunksjon. Karakteristikkene er: liten størrelse, høy koblingseffektivitet, rask responshastighet, bølgelengde og størrelse som passer med den optiske fiberstørrelsen, kan være direkte modulert, god sammenheng.
Seks, noen av de viktigste applikasjonsinstruksjonene til laser
F. Laserkommunikasjon
Å bruke lys for å overføre informasjon er veldig vanlig i dag. For eksempel bruker skip lys for å kommunisere, og trafikklys bruker rødt, gult og grønt. Men alle disse måtene å overføre informasjon ved bruk av vanlig lys kan bare begrenses til korte avstander. Hvis du vil overføre informasjon direkte til fjerne steder gjennom lys, kan du ikke bruke vanlig lys, men bare bruke lasere.
Så hvordan leverer du laseren? Vi vet at strøm kan føres langs kobbertrådene, men lys kan ikke føres langs vanlige metallledninger. For dette formål har forskere utviklet et glødetråd som kan overføre lys, kalt optisk fiber, referert til som fiber. Optisk fiber er laget av spesielle glassmaterialer, diameteren er tynnere enn et menneskehår, vanligvis 50 til 150 mikron og veldig myk.
Faktisk er den indre kjernen i fiberen en høy brytningsindeks for gjennomsiktig optisk glass, og det ytre belegget er laget av lavt brytningsindeksglass eller plast. En slik struktur, på den ene siden, kan få lyset brytet langs den indre kjernen, akkurat som vann som renner fremover i vannrøret, elektrisiteten som overføres fremover i ledningen, selv om tusenvis av vendinger ikke har noen effekt. På den annen side kan det lave remaktive indeksbelegget forhindre at lys lekker ut, akkurat som vannrøret ikke siver og isolasjonslaget til ledningen ikke utfører strøm.
Utseendet til optisk fiber løser måten å overføre lys på, men det betyr ikke at med det kan noe lys overføres til veldig langt borte. Bare høy lysstyrke, ren farge, god retningslaser, er den mest ideelle lyskilden for å overføre informasjon, den er lagt inn fra den ene enden av fiberen, nesten ikke noe tap og output fra den andre enden. Derfor er optisk kommunikasjon i hovedsak laserkommunikasjon, som har fordelene med stor kapasitet, høykvalitets, bred kilde til materialer, sterk konfidensialitet, holdbarhet osv., Og blir hyllet av forskere som en revolusjon innen kommunikasjonsfeltet, og er en av de mest strålende prestasjonene i den teknologiske revolusjonen.
Post Time: Jun-29-2023