Laser se odnosi na postupak i instrument generiranja kolimiranih, jednobojnih, koherentnih svjetlosnih zraka kroz stimulirano pojačavanje zračenja i potrebne povratne informacije. U osnovi, laserska generacija zahtijeva tri elementa: "rezonator", "medij za dobitak" i "izvor crpljenja".
A. Načelo
Stanje pokreta atoma može se podijeliti na različite razine energije, a kada atom prijelazi s visoke razine energije na nisku energetsku razinu, oslobađa fotone odgovarajuće energije (takozvano spontano zračenje). Slično tome, kada se foton incidira na sustavu energetske razine i apsorbira ga, atom će uzrokovati prijelaz s niske razine energije na visoku energetsku razinu (takozvanu uzbuđenu apsorpciju); Zatim će neki atomi koji prelaze na višu razinu energije preći na niže razine energije i emitirati fotone (takozvano stimulirano zračenje). Ovi se pokreti ne javljaju izolirano, ali često paralelno. Kad stvorimo stanje, poput korištenja odgovarajućeg medija, rezonatora, dovoljno vanjskog električnog polja, stimulirano zračenje se pojačava tako da će se više od stimulirane apsorpcije, tada općenito, emitirati fotoni, što rezultira laserskom svjetlom.
B. klasifikacija
Prema mediju koji proizvodi laser, laser se može podijeliti u tekući laser, plinski laser i čvrsti laser. Sada je najčešći poluvodički laser vrsta lasera čvrstog stanja.
C. Sastav
Većina lasera sastoji se od tri dijela: sustav pobude, laserski materijal i optički rezonator. Sustavi ekscitacije su uređaji koji proizvode svjetlosnu, električnu ili kemijsku energiju. Trenutno su korištena glavna poticajna sredstva lagane, električne ili kemijske reakcije. Laserske tvari su tvari koje mogu proizvesti lasersku svjetlost, poput rubina, berilijevog stakla, neonskog plina, poluvodiča, organskih boja itd. Uloga kontrole optičke rezonancije je poboljšanje svjetline izlaznog lasera, prilagoditi i odabrati valnu duljinu i smjer lasera.
D. Primjena
Laser se široko koristi, uglavnom komunikacija vlakana, lasersko raspon, lasersko rezanje, lasersko oružje, laserski disk i tako dalje.
E. Povijest
Godine 1958. američki znanstvenici Xiaoluo i Townes otkrili su čarobni fenomen: kada su stavili svjetlost koja je na unutarnju zemaljsku žarulju emitirala svjetlost, molekule kristala emitirat će svijetle, uvijek zajedno jaku svjetlost. Prema ovom fenomenu, oni su predložili "princip lasera", to jest, kada tvar pobuđuje istu energiju kao i prirodna frekvencija oscilacije njegovih molekula, proizvesti će ovu snažnu svjetlost koja se ne razilazi - laser. Za to su pronašli važne papire.
Nakon objave rezultata istraživanja Sciolo i Townesa, znanstvenici iz različitih zemalja predložili su različite eksperimentalne sheme, ali nisu bili uspješni. 15. svibnja 1960. Mayman, znanstvenik iz Laboratorija Hughes u Kaliforniji, najavio je da je dobio laser s valnom duljinom od 0,6943 mikrona, koji je bio prvi laser koji je ikad dobio ljudi, a Mayman je tako postao prvi znanstvenik u svijetu koji je uveo lasere u praktično polje.
Dana 7. srpnja 1960. Mayman je najavio rođenje prvog lasera na svijetu, Maymanova shema treba koristiti bljeskalicu visokog intenziteta za poticanje kromovih atoma u rubin kristalu, stvarajući tako koncentriranu tanko crvenu stupcu crvenog svjetla, kada se puca u određenoj točki, može dostići temperaturu veću od površine sunca.
Sovjetski znanstvenik H.γ Basov izumio je poluvodički laser 1960. godine. Struktura poluvodičkog lasera obično se sastoji od P sloja, N sloja i aktivnog sloja koji tvore dvostruku heterojunkciju. Njegove karakteristike su: mala veličina, visoka učinkovitost spajanja, brzina brzog odziva, valna duljina i veličina s veličinom optičkih vlakana, mogu se izravno modulirati, dobra koherencija.
Šest, neki od glavnih uputa lasera
F. Laserska komunikacija
Korištenje svjetlosti za prijenos informacija danas je vrlo česta. Na primjer, brodovi koriste svjetla za komunikaciju, a semafori koriste crvenu, žutu i zelenu. Ali svi ovi načini prijenosa informacija pomoću obične svjetlosti mogu se ograničiti samo na kratke udaljenosti. Ako želite prenijeti podatke izravno na udaljena mjesta kroz svjetlost, ne možete koristiti obično svjetlo, već samo koristite lasere.
Pa kako isporučiti laser? Znamo da se električna energija može nositi duž bakrenih žica, ali svjetlost se ne može nositi duž običnih metalnih žica. U tu svrhu, znanstvenici su razvili filament koji može prenijeti svjetlost, nazvanu optička vlakna, nazvan vlaknima. Optička vlakna izrađena je od posebnih staklenih materijala, promjer je tanji od ljudske kose, obično 50 do 150 mikrona, i vrlo mekanog.
U stvari, unutarnja jezgra vlakana je visoki indeks loma prozirnog optičkog stakla, a vanjski premaz izrađen je od stakla ili plastike niskog loma. Takva struktura, s jedne strane, može učiniti da se svjetlost refrakcira duž unutarnje jezgre, baš poput vode koja teče prema naprijed u cijevi za vodu, električna energija koja se prenosi prema naprijed u žici, čak i ako tisuće zavoja i zavoja nemaju učinka. S druge strane, nisko-refraktivni indeksni premaz može spriječiti propuštanje svjetlosti, baš kao što i cijev za vodu ne prodire i izolacijski sloj žice ne provodi električnu energiju.
Izgled optičkih vlakana rješava način prenošenja svjetlosti, ali to ne znači da se s njom bilo koja svjetlost može prenijeti na vrlo daleko. Samo visoka svjetlina, čista boja, dobar usmjereni laser, najidealniji je izvor svjetlosti za prijenos informacija, ona je unos s jednog kraja vlakana, gotovo bez gubitka i izlaza s drugog kraja. Stoga je optička komunikacija u osnovi laserska komunikacija, koja ima prednosti velikog kapaciteta, visokokvalitetne, širokog izvora materijala, snažne povjerljivosti, trajnosti itd., A znanstvenici su ga pozdravili kao revolucija u području komunikacije i jedno je od najbriljantnijih dostignuća u tehnološkoj revoluciji.
Post Vrijeme: lipnja-29-2023