Il-lejżer jirreferi għall-proċess u l-istrument tal-ġenerazzjoni ta 'raġġi tad-dawl kollimati, monokromatiċi u koerenti permezz ta' amplifikazzjoni tar-radjazzjoni stimulata u feedback meħtieġ. Bażikament, il-ġenerazzjoni tal-lejżer teħtieġ tliet elementi: "reżonatur," "mezz ta 'qligħ," u "sors ta' ppumpjar."
A. Prinċipju
L-istat tal-moviment ta 'atomu jista' jinqasam f'livelli ta 'enerġija differenti, u meta l-atomu jgħaddi minn livell għoli ta' enerġija għal livell baxx ta 'enerġija, jirrilaxxa fotoni ta' enerġija korrispondenti (l-hekk imsejħa radjazzjoni spontanja). Bl-istess mod, meta foton ikun inċident fuq sistema ta 'livell ta' enerġija u assorbit minnha, dan jikkawża li l-atomu jgħaddi minn livell baxx ta 'enerġija għal livell għoli ta' enerġija (l-hekk imsejjaħ assorbiment eċċitat); Imbagħad, uħud mill-atomi li jgħaddu għal livelli ta 'enerġija ogħla għandhom jgħaddu għal livelli ta' enerġija aktar baxxi u jarmu fotoni (l-hekk imsejħa radjazzjoni stimulata). Dawn il-movimenti ma jseħħux f'iżolazzjoni, imma ħafna drabi b'mod parallel. Meta noħolqu kundizzjoni, bħall-użu tal-mezz xieraq, reżonatur, kamp elettriku estern biżżejjed, ir-radjazzjoni stimulata tiġi amplifikata sabiex aktar mill-assorbiment stimulat, allura b'mod ġenerali, se jkun hemm fotoni emessi, li jirriżultaw f'dawl tal-lejżer.
B. Klassifikazzjoni
Skond il-mezz li jipproduċi l-lejżer, il-laser jista 'jinqasam f'lajer likwidu, laser tal-gass u laser solidu. Issa l-iktar laser semikonduttur komuni huwa tip ta 'laser ta' stat solidu.
C. Kompożizzjoni
Il-biċċa l-kbira tal-lejżers huma magħmula minn tliet partijiet: sistema ta 'eċċitazzjoni, materjal bil-lejżer u reżonatur ottiku. Sistemi ta 'eċċitazzjoni huma apparati li jipproduċu enerġija ħafifa, elettrika jew kimika. Fil-preżent, l-inċentiv ewlieni tal-mezzi użati huma dawl, elettriku jew reazzjoni kimika. Is-sustanzi tal-lejżer huma sustanzi li jistgħu jipproduċu dawl tal-lejżer, bħal rubini, ħġieġ tal-berillju, gass neon, semikondutturi, żebgħat organiċi, eċċ. Ir-rwol tal-kontroll tar-reżonanza ottika huwa li jsaħħaħ il-luminożità tal-laser tal-ħruġ, jaġġusta u jagħżel it-tul tal-mewġa u d-direzzjoni tal-lejżer.
D. Applikazzjoni
Il-lejżer huwa użat ħafna, prinċipalment komunikazzjoni tal-fibra, li jvarja bil-lejżer, qtugħ bil-lejżer, armi bil-lejżer, diska bil-lejżer u l-bqija.
E. Storja
Fl-1958, ix-xjenzati Amerikani Xiaoluo u Townes skoprew fenomenu maġiku: meta jpoġġu d-dawl li joħroġ mill-bozza tad-dawl interna fuq kristall tad-dinja rari, il-molekuli tal-kristall se jarmu jgħajjat, dejjem flimkien dawl qawwi. Skond dan il-fenomenu, huma pproponew il- "prinċipju tal-lejżer", jiġifieri, meta s-sustanza tkun eċċitata mill-istess enerġija bħall-frekwenza ta 'oxxillazzjoni naturali tal-molekuli tagħha, hija tipproduċi dan id-dawl qawwi li ma jvarjax - laser. Huma sabu karti importanti għal dan.
Wara l-pubblikazzjoni tar-riżultati ta 'riċerka ta' Sciolo u Townes, xjenzati minn diversi pajjiżi pproponew diversi skemi sperimentali, iżda ma rnexxewx. Fil-15 ta 'Mejju, 1960, Mayman, xjenzat fil-Laboratorju ta' Hughes f'Kalifornja, ħabbar li kien kiseb laser b'tul ta 'mewġa ta' 0.6943 mikron, li kien l-ewwel laser li qatt kiseb mill-bnedmin, u Mayman b'hekk sar l-ewwel xjentist fid-dinja biex jintroduċi lasers fil-kamp prattiku.
Fis-7 ta 'Lulju, 1960, Mayman ħabbar it-twelid tal-ewwel lejżer tad-dinja, l-iskema ta' Mayman hija li tuża tubu flash ta 'intensità għolja biex tistimula l-atomi tal-kromju fi kristall ruby, u b'hekk tipproduċi kolonna ta' dawl aħmar irqiq ikkonċentrat ħafna, meta tkun sparata f'ċertu punt, tista 'tilħaq temperatura ogħla mill-wiċċ tax-xemx.
Xjentist Sovjetiku H.γ BASOV ivvinta l-lejżer tas-semikondutturi fl-1960. L-istruttura tal-lejżer tas-semikondutturi hija ġeneralment magħmula minn saff P, saff N u saff attiv li jifforma heterojunction doppju. Il-karatteristiċi tagħha huma: daqs żgħir, effiċjenza għolja ta 'akkoppjar, veloċità ta' rispons mgħaġġel, tul ta 'mewġa u daqs tajbin mad-daqs tal-fibra ottika, jistgħu jiġu modulati direttament, koerenza tajba.
Sitta, uħud mid-direzzjonijiet tal-applikazzjoni ewlenin tal-laser
F. Komunikazzjoni bil-lejżer
L-użu tad-dawl biex jittrasmetti informazzjoni huwa komuni ħafna llum. Pereżempju, il-vapuri jużaw id-dwal biex jikkomunikaw, u d-dwal tat-traffiku jużaw aħmar, isfar u aħdar. Iżda dawn il-modi kollha ta 'trasmissjoni ta' informazzjoni bl-użu ta 'dawl ordinarju jistgħu jkunu limitati biss għal distanzi qosra. Jekk trid tittrasmetti informazzjoni direttament f'postijiet imbiegħda permezz tad-dawl, ma tistax tuża dawl ordinarju, imma tuża biss lasers.
Allura kif twassal il-laser? Aħna nafu li l-elettriku jista 'jinġarr tul wajers tar-ram, iżda d-dawl ma jistax jinġarr tul wajers tal-metall ordinarji. Għal dan il-għan, ix-xjentisti żviluppaw filament li jista 'jittrasmetti dawl, imsejjaħ fibra ottika, imsejħa fibra. Fibra ottika hija magħmula minn materjali tal-ħġieġ speċjali, id-dijametru huwa irqaq minn xagħar uman, ġeneralment 50 sa 150 mikron, u artab ħafna.
Fil-fatt, il-qalba ta 'ġewwa tal-fibra hija indiċi ta' rifrazzjoni għolja ta 'ħġieġ ottiku trasparenti, u l-kisi ta' barra huwa magħmul minn ħġieġ ta 'indiċi refrattiv baxx jew plastik. Struttura bħal din, minn naħa waħda, tista 'tagħmel id-dawl rifrattat tul il-qalba ta' ġewwa, l-istess bħall-ilma li jiċċirkola 'l quddiem fil-pajp tal-ilma, l-elettriku trażmess' il quddiem fil-wajer, anke jekk eluf ta 'twists u dawriet m'għandhom l-ebda effett. Min-naħa l-oħra, il-kisi ta 'indiċi ta' rifrattiv baxx jista 'jipprevjeni li d-dawl jitlaq, hekk kif il-pajp tal-ilma ma jinqatax u s-saff ta' insulazzjoni tal-wajer ma jwettaqx l-elettriku.
Id-dehra ta 'fibra ottika ssolvi l-mod kif tittrasmetti d-dawl, iżda ma jfissirx li magħha, kwalunkwe dawl jista' jiġi trasmess lil 'il bogħod ħafna. Luminożità għolja biss, kulur pur, laser direzzjonali tajjeb, huwa l-iktar sors ta 'dawl ideali biex jittrasmetti informazzjoni, huwa input minn tarf wieħed tal-fibra, kważi l-ebda telf u ħruġ mit-tarf l-ieħor. Għalhekk, il-komunikazzjoni ottika hija essenzjalment komunikazzjoni bil-lejżer, li għandha l-vantaġġi ta 'kapaċità kbira, kwalità għolja, sors wiesa' ta 'materjali, kunfidenzjalità qawwija, durabilità, eċċ., U hija mfaħħra mix-xjenzati bħala rivoluzzjoni fil-qasam tal-komunikazzjoni, u hija waħda mill-aktar kisbiet brillanti fir-rivoluzzjoni teknoloġika.
POST ĦIN: 29-2023 ta 'Ġunju