A lézer a kollimált, monokróm, koherens fénysugár előállításának folyamatára és eszközére utal stimulált sugárzás -amplifikáció és a szükséges visszajelzések révén. Alapvetően a lézergenerálás három elemet igényel: egy „rezonátor”, egy „erősítő táptalaj” és egy „pumpáló forrás”.
A. alapelv
Az atom mozgási állapota különböző energiaszintekre osztható, és amikor az atom nagy energiaszintről alacsony energiaszintre vált, akkor a megfelelő energia (úgynevezett spontán sugárzás) fotonjait bocsátja ki. Hasonlóképpen, ha egy foton bekövetkezik egy energiaszintű rendszeren, és elnyeli az, akkor az atom alacsony energiaszintről nagy energiaszintre (úgynevezett gerjesztett abszorpció) való áttérést eredményez; Ezután néhány olyan atom, amely a magasabb energiaszintre való áttérést, az alacsonyabb energiaszintekre vált, és fotonokat bocsát ki (úgynevezett stimulált sugárzás). Ezek a mozgások nem elszigetelten, hanem gyakran párhuzamosan fordulnak elő. Amikor olyan állapotot hozunk létre, mint például a megfelelő táptalaj, a rezonátor, a elegendő külső elektromos mező használata, a stimulált sugárzás felerősödik, hogy a stimulált abszorpciónál több, akkor általában lézerfényt eredményeznek.
B. osztályozás
A lézert előállító táptalaj szerint a lézert folyékony lézerre, gáz lézerre és szilárd lézerre lehet osztani. Most a leggyakoribb félvezető lézer egyfajta szilárdtest lézer.
C. Összetétel
A legtöbb lézer három részből áll: gerjesztő rendszer, lézer anyag és optikai rezonátor. A gerjesztő rendszerek olyan eszközök, amelyek fény-, elektromos vagy kémiai energiát termelnek. Jelenleg a használt fő ösztönző eszköz a fény, az elektromosság vagy a kémiai reakció. A lézeranyagok olyan anyagok, amelyek lézerfényt képesek előállítani, például rubinok, berillium üveg, neongáz, félvezetők, szerves színezékek stb.
D. alkalmazás
A lézert széles körben használják, elsősorban a szálak kommunikációját, a lézertartományt, a lézeres vágást, a lézerfegyvereket, a lézertárlást és így tovább.
E. történelem
1958 -ban az amerikai tudósok, Xiaoluo és Townes mágikus jelenséget fedeztek fel: Amikor a belső izzó által kibocsátott fényt egy ritkaföldfém kristályra helyezték, a kristály molekulái fényes, mindig erős fényt bocsátanak ki. E jelenség szerint javasolták a „lézer alapelvet”, azaz amikor az anyagot ugyanolyan energiával gerjesztik, mint a molekulák természetes oszcillációs gyakoriságát, akkor ezt az erős fényt eredményezi, amely nem különbözik - a lézert. Fontos dokumentumokat találtak ehhez.
A Sciolo és a Townes kutatási eredményeinek közzététele után a különböző országok tudósai különféle kísérleti rendszereket javasoltak, ám ezek nem voltak sikeresek. 1960. május 15 -én Mayman, a kaliforniai Hughes Laboratory tudósa bejelentette, hogy 0,6943 mikron hullámhosszú lézert kapott, amely az első lézer volt az emberek által, és Mayman így lett az első tudós a világon, amely a lézereket a gyakorlati területbe vezette be.
1960. július 7-én Mayman bejelentette a világ első lézerének születését, Mayman sémája az, hogy nagy intenzitású flash csövet használjon a krómatomok stimulálására egy rubinkristályban, így egy nagyon koncentrált vékony piros oszlopot eredményez, amikor egy bizonyos ponton lőnek, akkor elérheti a hőmérsékletet, mint a nap felületét.
A szovjet tudós, a H.γ Basov 1960 -ban találta ki a félvezető lézert. A félvezető lézer szerkezete általában P rétegből, N rétegből és aktív rétegből áll, amelyek kettős heterojunkciót képeznek. Jellemzői a következők: a kis méret, a nagy kapcsolási hatékonyság, a gyors válasz sebessége, a hullámhossz és az optikai szál méretéhez illeszthető, közvetlenül modulálható, jó koherencia.
Hat, a lézer fő alkalmazási irányainak egy része
F. lézerkommunikáció
A fény felhasználása az információk továbbításához manapság nagyon gyakori. Például a hajók lámpákat használnak a kommunikációhoz, a lámpák pedig piros, sárga és zöld. De az információk közönséges fény felhasználásával történő továbbításának ezen módjai csak rövid távolságokra korlátozódhatnak. Ha az információkat közvetlenül a távoli helyekre szeretne továbbítani a fényen keresztül, akkor nem használhatja a szokásos fényt, hanem csak lézereket használhat.
Tehát hogyan szállíthatja a lézert? Tudjuk, hogy az elektromosságot rézvezetékek mentén lehet hordozni, de a fény nem szállítható a szokásos fémhuzalok mentén. Ebből a célból a tudósok kifejlesztettek egy szálát, amely képes átadni a fényt, az úgynevezett optikai szálnak, amelyet rostnak neveznek. Az optikai szál speciális üveg anyagokból készül, az átmérő vékonyabb, mint egy emberi haj, általában 50-150 mikron, és nagyon puha.
Valójában a szál belső magja az átlátszó optikai üveg nagy törésmutatója, és a külső bevonat alacsony törésmutatóból vagy műanyagból készül. Egyrészt egy ilyen szerkezet a belső mag mentén refraktálva lehet a fényt, akárcsak a vízcsőben előre áramló víz, a huzalban előre továbbított villamos energia, még akkor is, ha több ezer fordulatnak nincs hatása. Másrészt, az alacsony refrakciós indexbevonat megakadályozhatja a fény kiszivárgását, csakúgy, mint a vízcső nem szivárog, és a huzal szigetelő rétege nem vezet villamos energiát.
Az optikai szál megjelenése megoldja a fény továbbításának módját, de ez nem azt jelenti, hogy ezzel minden fényt nagyon messzire lehet továbbítani. Csak a magas fényerő, a tiszta szín, a jó irányú lézer, a legideálisabb fényforrás az információk továbbításához, a rost egyik végéből származik, a másik végének szinte vesztesége és kimenete nélkül. Ezért az optikai kommunikáció alapvetően a lézerkommunikáció, amelynek előnyei vannak a nagy kapacitás, a kiváló minőségű, széles anyagforrás, az erős titoktartás, a tartósság stb.
A postai idő: június-29-2023