Koji je princip i rad lasera?

KakoLaseriRaditi

Osim lasera sa slobodnim elektronima, osnovni princip rada svih vrsta lasera je isti. Bitni uvjeti za generiranje lasera su inverzija broja čestica i dobitak veći od gubitka, tako da bitne komponente u uređaju uključuju izvor pobude (ili pumpanja) i radni medij s metastabilnom energetskom razinom. Ekscitacija je ekscitacija radnog medija u pobuđeno stanje nakon apsorpcije vanjske energije, stvarajući uvjete za realizaciju i održavanje inverzije naseljenosti čestica. Metode pobude uključuju optičku pobudu, električnu pobudu, kemijsku pobudu i pobudu nuklearnom energijom.

Metastabilna energetska razina radnog medija čini stimulirano zračenje dominantnim, čime se ostvaruje pojačanje svjetlosti. Uobičajena komponenta u laseru je rezonator, ali rezonator (vidi optički rezonator) nije bitan dio. Rezonator može učiniti da fotoni u šupljini imaju dosljednu frekvenciju, fazu i smjer kretanja, tako da laser ima dobru usmjerenost i koherenciju. Štoviše, može vrlo dobro skratiti duljinu radne tvari, a također može prilagoditi način generiranog laserskog svjetla promjenom duljine rezonantne šupljine (to jest, odabirom načina), tako da općenito laseri imaju rezonantnu šupljinu.

Laseri se općenito sastoje od tri dijela:

1. Radna tvar:jezgre lasera, samo tvar koja može postići prijelaz razine energije može se koristiti kao radna tvar lasera.

2. Poticanje energije:Njegova funkcija je dati energiju radnoj tvari i pobuditi atome s niske energetske razine na visoku energetsku razinu vanjske energije. Obično može postojati svjetlosna energija, toplinska energija, električna energija, kemijska energija i tako dalje.

3. Optička rezonantna šupljina:Prva funkcija je nastaviti stimulirano zračenje radne tvari; drugi je kontinuirano ubrzavanje fotona; treći je ograničiti smjer izlaza lasera. Najjednostavniji optički rezonator sastoji se od dva paralelna zrcala postavljena na oba kraja HeNe lasera. Kada neki atomi neona prelaze između dviju energetskih razina koje su postigle inverziju broja čestica, i zrače fotone paralelne sa smjerom lasera, ti će se fotoni reflektirati naprijed-natrag između dva zrcala, tako kontinuirano uzrokujući stimulirano zračenje, vrlo brzo proizvodi se prilično snažan laser.

Čista i spektralno stabilna svjetlost koju emitiraju laseri može se koristiti na mnogo načina

Rubinski laser:Izvorni laser bio je rubin koji je bio pobuđen svijetlom bljeskajućom žaruljom, a proizvedeni laser bio je "pulsirajući laser", a ne kontinuirana stabilna zraka. Kvaliteta brzine svjetlosti koju proizvodi ovaj laser bitno se razlikuje od lasera koji proizvode laserske diode koje danas koristimo. Ova intenzivna emisija svjetlosti, koja traje samo nekoliko nanosekundi, idealna je za snimanje lako pokretnih objekata, poput holografskih portreta ljudi. Prvi laserski portret nastao je 1967. Rubinski laseri zahtijevaju skupe rubine i proizvode samo kratke pulseve svjetlosti.

He-Ne laser:Godine 1960. znanstvenici Ali Javan, William R.Brennet Jr. i Donald Herriot dizajnirali su He-Ne laser. Bio je to prvi plinski laser, vrsta opreme koju obično koriste holografski fotografi. Dvije prednosti: 1. Generira se kontinuirani laserski izlaz; 2. Za pobuđivanje svjetlosti nije potrebna bljeskalica, a plin se pobuđuje strujom.

Laserska dioda:Laserska dioda je danas jedan od najčešće korištenih lasera. Fenomen spontane rekombinacije elektrona i šupljina s obje strane PN spoja diode radi emitiranja svjetlosti naziva se spontana emisija. Kada fotoni generirani spontanom emisijom prolaze kroz poluvodič, nakon što prođu blizu emitiranih parova elektron-šupljina, mogu se potaknuti na rekombinaciju kako bi generirali nove fotone, koji induciraju rekombinaciju pobuđenih nositelja da emitiraju nove fotone. Fenomen se naziva stimulirani emisija.

Ako je injektirana struja dovoljno velika, formirat će se distribucija nositelja suprotna stanju toplinske ravnoteže, odnosno naseljenost čestica je obrnuta. Kada se veliki broj nositelja u aktivnom sloju preokrene, mala količina fotona generiranih spontanim zračenjem će generirati inducirano zračenje zbog recipročne refleksije na oba kraja rezonatora, što rezultira pozitivnom povratnom spregom frekvencijski selektivne rezonancije, ili dobitak za određenu frekvenciju. Kada je dobitak veći od gubitka apsorpcije, koherentna svjetlost s dobrim spektralnim linijama može se emitirati iz PN spoja—lasera. Izum laserskih dioda učinio je laserske aplikacije brzo popularnima, a razne aplikacije kao što su skeniranje informacija, komunikacija optičkim vlaknima, lasersko određivanje udaljenosti, laserski radar, laserski diskovi, laserski pokazivači, prikupljanje plaćanja u supermarketu, itd., neprestano se razvijaju i populariziraju.

Podaci za kontakt:

Ako imate bilo kakvih ideja, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje su naši kupci i kakvi su naši zahtjevi, slijedit ćemo naš cilj da svojim kupcima pružimo visoku kvalitetu, niske cijene i najbolju uslugu.