Laser jirreferi għall-proċess u l-istrument tal-ġenerazzjoni ta 'raġġi tad-dawl kollimati, monokromatiċi, koerenti permezz ta' amplifikazzjoni ta 'radjazzjoni stimulata u feedback meħtieġ. Bażikament, il-ġenerazzjoni tal-lejżer teħtieġ tliet elementi: "resonatur", "medju ta' gwadann" u "sors tal-ippumpjar."
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, se jikkawża li l-atomu jgħaddi minn livell baxx ta 'enerġija għal livell għoli ta' enerġija (l-hekk imsejjaħ assorbiment eċċitati); Imbagħad, uħud mill-atomi li jagħmlu t-tranżizzjoni għal livelli ogħla ta 'enerġija se jagħmlu tranżizzjoni għal livelli ta' enerġija aktar baxxi u jarmu fotoni (l-hekk imsejħa radjazzjoni stimulata). Dawn il-movimenti ma jseħħux b'mod iżolat, iżda ħafna drabi b'mod parallel. Meta noħolqu kundizzjoni, bħall-użu tal-mezz xieraq, resonator, biżżejjed kamp elettriku estern, 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
Skont il-mezz li jipproduċi l-lejżer, il-lejżer jista 'jinqasam f'laser likwidu, laser tal-gass u laser solidu. Issa l-lejżer semikonduttur l-aktar komuni huwa tip ta 'lejżer ta' stat solidu.
C. Kompożizzjoni
Il-biċċa l-kbira tal-lejżers huma komposti minn tliet partijiet: sistema ta 'eċitazzjoni, materjal tal-lejżer u resonatur ottiku. Is-sistemi ta 'eċċitazzjoni huma apparati li jipproduċu enerġija ħafifa, elettrika jew kimika. Fil-preżent, il-mezzi ewlenin ta 'inċentiv użati huma dawl, elettriku jew reazzjoni kimika. Sustanzi tal-lejżer huma sustanzi li jistgħu jipproduċu dawl tal-lejżer, bħal rubini, ħġieġ tal-berillju, gass tan-neon, semikondutturi, żebgħa organika, eċċ. Ir-rwol tal-kontroll tar-reżonanza ottika huwa li jtejjeb il-luminożità tal-laser tal-ħruġ, aġġusta u agħżel il-wavelength u d-direzzjoni tal-laser.
D. Applikazzjoni
Il-lejżer huwa użat ħafna, prinċipalment komunikazzjoni tal-fibra, firxa tal-lejżer, qtugħ bil-lejżer, armi tal-lejżer, diska tal-lejżer eċċ.
E. Storja
Fl-1958, ix-xjenzati Amerikani Xiaoluo u Townes skoprew fenomenu maġiku: meta jpoġġu d-dawl emess mill-bozza tad-dawl intern fuq kristall tad-dinja rari, il-molekuli tal-kristall se jarmu dawl qawwi, dejjem flimkien. Skont dan il-fenomenu, huma pproponew il- "prinċipju tal-laser", jiġifieri, meta s-sustanza tkun eċitata bl-istess enerġija bħall-frekwenza tal-oxxillazzjoni naturali tal-molekuli tagħha, se tipproduċi dan id-dawl qawwi li ma jiddiverġix - laser. Sabu karti importanti għal dan.
Wara l-pubblikazzjoni tar-riżultati tar-riċerka ta' Sciolo u Townes, xjenzati minn diversi pajjiżi pproponew diversi skemi sperimentali, iżda ma rnexxilhomx. Fil-15 ta’ Mejju, 1960, Mayman, xjenzat fil-Laboratorju Hughes f’Kalifornja, ħabbar li kien kiseb laser b’wavelength ta’ 0.6943 mikron, li kien l-ewwel laser li qatt inkiseb mill-bnedmin, u Mayman għalhekk sar l-ewwel xjenzat fid-dinja. biex tintroduċi lejżers fil-qasam prattiku.
Fis-7 ta 'Lulju, 1960, Mayman ħabbar it-twelid tal-ewwel laser fid-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 tispara. f'ċertu punt, jista 'jilħaq temperatura ogħla mill-wiċċ tax-xemx.
Ix-xjenzat Sovjetiku H.Γ Basov ivvinta l-lejżer semikonduttur fl-1960. L-istruttura tal-lejżer semikondutturi hija ġeneralment magħmula minn saff P, saff N u saff attiv li jiffurmaw heterojunction doppja. Il-karatteristiċi tiegħu huma: daqs żgħir, effiċjenza għolja ta 'akkoppjar, veloċità ta' rispons mgħaġġel, wavelength u daqs tajbin mad-daqs tal-fibra ottika, jistgħu jiġu modulati direttament, koerenza tajba.
Sitta, xi wħud mill-direzzjonijiet ta ' applikazzjoni prinċipali tal-laser
F. Komunikazzjoni bil-lejżer
L-użu tad-dawl biex jittrasmetti informazzjoni huwa komuni ħafna llum. Pereżempju, il-vapuri jużaw dwal biex jikkomunikaw, u d-dwal tat-traffiku jużaw aħmar, isfar u aħdar. Iżda dawn il-modi kollha ta 'trażmissjoni 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, iżda tuża biss lasers.
Allura kif tagħti l-lejżer? 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 'jittrażmetti d-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 refrattiv għoli ta' ħġieġ ottiku trasparenti, u l-kisja ta 'barra hija magħmula minn ħġieġ b'indiċi ta' rifrazzjoni baxx jew plastik. Struttura bħal din, minn naħa waħda, tista 'tagħmel id-dawl rifratt tul il-qalba ta' ġewwa, bħall-ilma li jiċċirkola 'l quddiem fil-pajp tal-ilma, l-elettriku trażmess 'il quddiem fil-wajer, anke jekk eluf ta' dawriet u dawriet m'għandhom l-ebda effett. Min-naħa l-oħra, il-kisja ta 'indiċi ta' rifrazzjoni baxxa tista 'tipprevjeni d-dawl milli joħroġ, hekk kif il-pajp ta' l-ilma ma jinfiltrax u s-saff ta 'insulazzjoni tal-wajer ma jmexxix l-elettriku.
Id-dehra tal-fibra ottika ssolvi l-mod ta 'trażmissjoni tad-dawl, iżda ma jfissirx li magħha, kwalunkwe dawl jista' jiġi trażmess għal bogħod ħafna. Luminożità għolja biss, kulur pur, lejżer direzzjonali tajjeb, huwa l-aktar sors tad-dawl ideali biex jittrasmetti informazzjoni, huwa input minn tarf wieħed tal-fibra, kważi l-ebda telf u output 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 faħħara mix-xjenzati bħala rivoluzzjoni fil-qasam tal-komunikazzjoni, u hija waħda. mill-aktar kisbiet brillanti fir-rivoluzzjoni teknoloġika.
Ħin tal-post: Ġunju-29-2023