Laser hänvisar till processen och instrumentet för att generera kollimerade, monokromatiska, sammanhängande ljusstrålar genom stimulerad strålamplifiering och nödvändig återkoppling. I grund och botten kräver lasergenerering tre element: en "resonator", ett "förstärkningsmedium" och en "pumpkälla."
A. Princip
Rörelsetillståndet för en atom kan delas upp i olika energinivåer, och när atomen övergår från en hög energinivå till en låg energinivå frisätter den fotoner av motsvarande energi (så kallad spontan strålning). På samma sätt, när en foton inträffar på ett energinivå-system och absorberas av det, kommer det att få atomen att övergå från en låg energinivå till en hög energinivå (så kallad upphetsad absorption); Sedan kommer några av de atomer som övergången till högre energinivåer kommer att övergå till lägre energinivåer och avge fotoner (så kallad stimulerad strålning). Dessa rörelser förekommer inte isolerat, men ofta parallellt. När vi skapar ett tillstånd, såsom att använda lämpligt medium, resonator, tillräckligt yttre elektriska fält, förstärks den stimulerade strålningen så att mer än den stimulerade absorptionen, då kommer det att finnas fotoner, vilket resulterar i laserljus.
B. klassificering
Enligt mediet som producerar lasern kan lasern delas upp i flytande laser, gaslaser och fast laser. Nu är den vanligaste halvledarlaseren en slags solid-state laser.
C. sammansättning
De flesta lasrar består av tre delar: excitationssystem, lasermaterial och optisk resonator. Excitationssystem är enheter som producerar lätt, elektrisk eller kemisk energi. För närvarande är de huvudsakliga incitamentsmedlen lätta, elektricitet eller kemiska reaktion. Laserämnen är ämnen som kan producera laserljus, såsom rubiner, berylliumglas, neongas, halvledare, organiska färgämnen, etc. Rollen för optisk resonanskontroll är att förbättra ljusstyrkan hos utgångslasern, justera och välja våglängden och riktningen för lasern.
D. ansökan
Laser används allmänt, främst fiberkommunikation, laser, laserskärning, laservapen, laserskiva och så vidare.
E. historia
1958 upptäckte amerikanska forskare Xiaoluo och Townes ett magiskt fenomen: när de lägger ljuset som släpps ut av den inre glödlampan på en sällsynt jordarkristall, kommer kristallens molekyler att avge starkt, alltid tillsammans starkt ljus. Enligt detta fenomen föreslog de ”laserprincipen”, det vill säga när ämnet är upphetsad av samma energi som den naturliga svängningsfrekvensen för dess molekyler, kommer den att ge detta starka ljus som inte avviker - laser. De hittade viktiga artiklar för detta.
Efter publiceringen av Sciolo och Townes forskningsresultat föreslog forskare från olika länder olika experimentella system, men de lyckades inte. Den 15 maj 1960 meddelade Mayman, en forskare vid Hughes Laboratory i Kalifornien, att han hade fått en laser med en våglängd på 0,6943 mikron, som var den första laser som någonsin fått av människor, och Mayman blev således den första forskaren i världen för att introducera lasrar i det praktiska fältet.
Den 7 juli 1960 tillkännagav Mayman födelsen av världens första laser, Maymans schema är att använda ett högintensivt blixtrör för att stimulera kromatomer i en rubinkristall och därmed producera en mycket koncentrerad tunn rött ljus kolonn, när det skjuts vid en viss punkt, kan det nå en temperatur högre än solens yta.
Sovjetforskaren H.y Basov uppfann halvledarlaseren 1960. Strukturen för halvledarlaser består vanligtvis av P -skikt, N -skikt och aktivt skikt som bildar dubbel heterojunktion. Dess egenskaper är: liten storlek, hög kopplingseffektivitet, snabb svarshastighet, våglängd och storlek passar med den optiska fiberstorleken, kan moduleras direkt, god sammanhållning.
Sex, några av de huvudsakliga applikationens anvisningar för laser
F. Laserkommunikation
Att använda ljus för att överföra information är mycket vanligt idag. Till exempel använder fartyg lampor för att kommunicera, och trafikljus använder rött, gult och grönt. Men alla dessa sätt att överföra information med vanligt ljus kan bara begränsas till korta avstånd. Om du vill överföra information direkt till avlägsna platser genom ljus kan du inte använda vanligt ljus utan bara använda lasrar.
Så hur levererar du lasern? Vi vet att elektricitet kan transporteras längs koppartrådar, men ljus kan inte transporteras längs vanliga metalltrådar. För detta ändamål har forskare utvecklat ett glödtråd som kan överföra ljus, kallad optisk fiber, kallad fiber. Optisk fiber är tillverkad av speciella glasmaterial, diametern är tunnare än ett mänskligt hår, vanligtvis 50 till 150 mikron och mycket mjuk.
I själva verket är den inre kärnan i fibern ett högt brytningsindex för transparent optiskt glas, och den yttre beläggningen är tillverkad av lågt brytningsindexglas eller plast. En sådan struktur, å ena sidan, kan göra att ljuset bryts ut längs den inre kärnan, precis som vatten som flyter framåt i vattenröret, elektricitet som överförs framåt i tråden, även om tusentals vändningar inte har någon effekt. Å andra sidan kan den lågrefraktiva indexbeläggningen förhindra att ljuset läcker ut, precis som vattenröret inte sipprar och isoleringsskiktet i tråden inte leder el.
Utseendet på optisk fiber löser vägen att överföra ljus, men det betyder inte att med det kan något ljus överföras till mycket långt borta. Endast hög ljusstyrka, ren färg, bra riktningslaser, är den mest idealiska ljuskällan för att överföra information, den matas in från den ena änden av fibern, nästan ingen förlust och utgång från den andra änden. Därför är optisk kommunikation i huvudsak laserkommunikation, som har fördelarna med stor kapacitet, hög kvalitet, bred materialkälla, stark sekretess, hållbarhet etc. och hyllas av forskare som en revolution inom kommunikationsområdet och är en av de mest lysande prestationerna i den tekniska revolutionen.
Posttid: juni-29-2023