Laser henviser til processen og instrumentet til at generere kollimerede, monokromatiske, sammenhængende lysstråler gennem stimuleret strålingsamplifikation og nødvendig feedback. Grundlæggende kræver lasergenerering tre elementer: en "resonator", et "gevinstmedium" og en "pumpekilde."
A. Princip
Bevægelsestilstanden for et atom kan opdeles i forskellige energiniveauer, og når atomet overgår fra et højt energiniveau til et lavt energiniveau, frigiver det fotoner af tilsvarende energi (såkaldt spontan stråling). Tilsvarende, når en foton er hændelse på et energiniveau og absorberet af det, vil det få atomet til at overføre fra et lavt energiniveau til et højt energiniveau (såkaldt ophidset absorption); Derefter overgår nogle af de atomer, der overgår til højere energiniveau, til lavere energiniveau og udsender fotoner (såkaldt stimuleret stråling). Disse bevægelser forekommer ikke isoleret, men ofte parallelt. Når vi opretter en tilstand, såsom anvendelse af det passende medium, resonator, nok eksternt elektrisk felt, forstærkes den stimulerede stråling, så mere end den stimulerede absorption, så generelt vil der udsendes fotoner, hvilket resulterer i laserlys.
B. Klassificering
I henhold til mediet, der producerer laseren, kan laseren opdeles i flydende laser, gaslaser og fast laser. Nu er den mest almindelige halvlederlaser en slags faststof-laser.
C. Sammensætning
De fleste lasere er sammensat af tre dele: excitationssystem, lasermateriale og optisk resonator. Excitationssystemer er enheder, der producerer lys, elektrisk eller kemisk energi. På nuværende tidspunkt er de anvendte vigtigste incitamentsmidler let, elektricitet eller kemisk reaktion. Laserstoffer er stoffer, der kan producere laserlys, såsom rubiner, berylliumglas, neongas, halvledere, organiske farvestoffer osv. Rollen af optisk resonansstyring er at forbedre lysstyrken på outputlaseren, justere bølgelængden og retningen af laseren.
D. Ansøgning
Laser er vidt brugt, hovedsageligt fiberkommunikation, laserområde, laserskæring, laservåben, laserskive og så videre.
E. Historie
I 1958 opdagede amerikanske forskere Xiaoluo og Townes et magisk fænomen: når de lægger lyset udsendt af den indre pære på en sjælden jordkrystall, vil molekylerne i krystallen udsende lyst, altid sammen stærkt lys. I henhold til dette fænomen foreslog de ”laserprincippet”, det vil sige, når stoffet er begejstret af den samme energi som den naturlige svingningsfrekvens for dets molekyler, vil det producere dette stærke lys, der ikke afviger - laser. De fandt vigtige papirer til dette.
Efter offentliggørelsen af Sciolo og Townes 'forskningsresultater foreslog forskere fra forskellige lande forskellige eksperimentelle ordninger, men de lykkedes ikke. Den 15. maj 1960 meddelte Mayman, en videnskabsmand ved Hughes Laboratory i Californien, at han havde fået en laser med en bølgelængde på 0,6943 mikron, som var den første laser, der nogensinde blev opnået af mennesker, og Mayman blev således den første videnskabsmand i verden til at introducere lasere i det praktiske felt.
Den 7. juli 1960 annoncerede Mayman fødslen af verdens første laser, Maymans ordning er at bruge et højintensivt flashrør til at stimulere kromatomer i en rubinkrystall, hvilket således producerer en meget koncentreret tyndt røde lys søjle, når det fyres på et bestemt punkt, kan det nå en temperatur, der er højere end overfladen af solen.
Den sovjetiske videnskabsmand H.γ Basov opfandt halvlederlaseren i 1960. Strukturen af halvlederlaser er normalt sammensat af P -lag, N -lag og aktivt lag, der danner dobbelt heterojunktion. Dets egenskaber er: lille størrelse, høj koblingseffektivitet, hurtig responshastighed, bølgelængde og størrelse, der passer til den optiske fiberstørrelse, kan moduleres direkte, god sammenhæng.
Seks, nogle af de vigtigste anvendelsesretninger for laser
F. Laserkommunikation
Det er meget almindeligt i dag at bruge lys til at transmittere information. For eksempel bruger skibe lys til at kommunikere, og trafiklys bruger rød, gul og grøn. Men alle disse måder at transmittere information ved hjælp af almindeligt lys kan kun begrænses til korte afstande. Hvis du vil overføre information direkte til fjerne steder gennem lys, kan du ikke bruge almindeligt lys, men kun bruge lasere.
Så hvordan leverer du laseren? Vi ved, at elektricitet kan bæres langs kobberledninger, men lys kan ikke bæres langs almindelige metaltråde. Til dette formål har forskere udviklet et glødetråd, der kan transmittere lys, kaldet optisk fiber, kaldet fiber. Optisk fiber er lavet af specielle glasmaterialer, diameteren er tyndere end et menneskehår, normalt 50 til 150 mikron og meget blød.
Faktisk er den indre kerne af fiberen et højt brydningsindeks for gennemsigtigt optisk glas, og den ydre belægning er lavet af lavt brydningsindeksglas eller plast. En sådan struktur kan på den ene side gøre lyset brydet langs den indre kerne, ligesom vand, der flyder fremad i vandrøret, elektricitet, der overføres fremad i ledningen, selvom tusinder af vendinger ikke har nogen effekt. På den anden side kan det lavt brændstofindeksbelægning forhindre lys i at lække ud, ligesom vandrøret ikke siver, og isoleringslaget på ledningen ikke udfører elektricitet.
Udseendet af optisk fiber løser vejen for at transmittere lys, men det betyder ikke, at der med det med det kan overføres til meget langt væk. Kun høj lysstyrke, ren farve, god retnings laser, er den mest ideelle lyskilde til at transmittere information, den er input fra den ene ende af fiberen, næsten intet tab og output fra den anden ende. Derfor er optisk kommunikation i det væsentlige laserkommunikation, som har fordelene ved stor kapacitet, høj kvalitet, bred kilde til materialer, stærk fortrolighed, holdbarhed osv., Og hyldes af forskere som en revolution inden for kommunikationsområdet og er en af de mest strålende resultater i den teknologiske revolution.
Posttid: Jun-29-2023