Лазер відноситься до процесу та інструменту генерації колімаційних, однотонних, узгоджених світлових променів за допомогою стимульованого ампліфікації випромінювання та необхідного зворотного зв'язку. В основному, лазерне генерація вимагає трьох елементів: "резонатор", "засоби для посилення" та "джерело накачування".
А. Принцип
Стан руху атома можна розділити на різні рівні енергії, і коли атом переходить від високого рівня енергії до низького рівня енергії, він вивільняє фотони відповідної енергії (так зване спонтанне випромінювання). Аналогічно, коли фотон падає на систему енергетичного рівня та поглинається ним, це призведе до переходу атома від низького рівня енергії до високого рівня енергії (так зване збуджене поглинання); Потім деякі атоми, що переходять до більш високого рівня енергії, перейдуть до зниження рівня енергії та випромінюють фотони (так зване стимульоване випромінювання). Ці рухи відбуваються не ізоляції, а часто паралельно. Коли ми створюємо стан, наприклад, використання відповідного середовища, резонатора, достатньо зовнішнього електричного поля, стимульоване випромінювання посилюється таким чином, що більше, ніж стимульоване поглинання, то в цілому будуть випромінюються фотони, що призводить до лазерного світла.
B. Класифікація
Згідно з середовищем, яке виробляє лазер, лазер можна розділити на рідкий лазер, газовий лазер та твердий лазер. Зараз найпоширенішим напівпровідниковим лазером є своєрідний твердий лазер.
C. Склад
Більшість лазерів складаються з трьох частин: система збудження, лазерний матеріал та оптичний резонатор. Системи збудження - це пристрої, які виробляють легку, електричну або хімічну енергію. В даний час основними споживчими засобами є світло, електрика або хімічна реакція. Лазерні речовини - це речовини, які можуть виробляти лазерне світло, такі як рубіни, берилієве скло, неоновий газ, напівпровідники, органічні барвники тощо. Роль оптичного резонансного контролю полягає у підвищенні яскравості вихідного лазера, регулювання та вибору довжини хвилі та напрямку лазера.
D. Застосування
Лазер широко використовується, в основному волокно -зв'язок, лазерний діапазон, лазерне різання, лазерна зброя, лазерний диск тощо.
E. Історія
У 1958 році американські вчені Сяолуо та Таунс виявили магічне явище: коли вони поставили світло, що випромінюється внутрішньою лампочкою на рідкісному кристалі Землі, молекули кристала викидаються яскравими, завжди разом сильним світлом. Згідно з цим явищем, вони запропонували "лазерний принцип", тобто коли речовина збуджується такою ж енергією, що і природна частота коливань її молекул, вона призведе до цього сильного світла, яке не розходяться - лазер. Вони знайшли для цього важливі документи.
Після публікації результатів досліджень Сциоло та Таунеса вчені з різних країн запропонували різні експериментальні схеми, але вони не були успішними. 15 травня 1960 року Мейман, вчений з лабораторії Х'юза в Каліфорнії, оголосив, що отримав лазер з довжиною хвилі 0,6943 мкм, що був першим лазером, який коли -небудь отриманий людьми, і Майман, таким чином, став першим вченим у світі, який ввів лазери в практичну галузь.
7 липня 1960 року Мейман оголосив про народження першого у світі лазера, схема Меймана-використовувати спалах високої інтенсивності для стимулювання атомів хрому в кристалі рубіну, таким чином, створюючи дуже концентровану тонку колону червоного світла, коли він вистрілює в певній точці, він може досягти температури вище, ніж поверхню сонця.
Радянський вчений H.γ Basov винайшов напівпровідниковий лазер у 1960 році. Структура напівпровідникового лазера зазвичай складається з шару P, N шару та активного шару, які утворюють подвійну гетероперехід. Її характеристики: невеликий розмір, висока ефективність з'єднання, швидка швидкість реакції, довжина хвилі та розмір, що підходять з оптичним розміром волокна, можуть бути безпосередньо модульовані, хороша когерентність.
Шість, деякі основні вказівки лазера
F. Лазерне спілкування
Використання світла для передачі інформації сьогодні дуже поширене. Наприклад, кораблі використовують світильники для спілкування, а світлофори використовують червоний, жовтий та зелений. Але всі ці способи передачі інформації за допомогою звичайного світла можуть бути обмежені лише короткими відстанями. Якщо ви хочете передавати інформацію безпосередньо на далекі місця через світло, ви не можете використовувати звичайне світло, а використовувати лише лазери.
То як ви доставляєте лазер? Ми знаємо, що електроенергію можна перевозити по мідних проводах, але світло не може переносити по звичайних металевих проводах. З цією метою вчені розробили нитку, яка може передавати світло під назвою оптичне волокно, яке називають волокном. Оптичне волокно виготовляється з спеціальних скляних матеріалів, діаметр тонший за волосся людини, зазвичай від 50 до 150 мкм і дуже м'який.
Насправді, внутрішнє ядро волокна є високим показником заломлення прозорого оптичного скла, а зовнішнє покриття виготовляється з низького заломлення скла або пластику. Така конструкція, з одного боку, може зробити світло заломленим уздовж внутрішнього ядра, як і вода, що протікає вперед у водопровідній трубі, електроенергія, що передається вперед в дроті, навіть якщо тисячі поворотів не мають ефекту. З іншого боку, низькорефракційне індексне покриття може запобігти протіканню світла, так само, як водопровід не просочується, а ізоляційний шар дроту не проводить електроенергію.
Поява оптичного волокна вирішує шлях передачі світла, але це не означає, що при цьому будь -яке світло може передаватися дуже далеко. Тільки висока яскравість, чистий колір, хороший спрямований лазер, є найбільш ідеальним джерелом світла для передачі інформації, він вводиться з одного кінця волокна, майже немає втрат і виходу з іншого кінця. Тому оптичне спілкування - це по суті лазерна комунікація, яка має переваги великої спроможності, високої якості, широкого джерела матеріалів, сильної конфіденційності, довговічності тощо, і вчені вважають революцією в галузі спілкування, і є одним із найяскравіших досягнень у технологічній революції.
Час посади: 29-2023 червня