Основниот принцип на работа на ласер (засилување на светло со стимулирана емисија на зрачење) се заснова на феноменот на стимулирана емисија на светлина. Преку серија прецизни дизајни и структури, ласерите генерираат греди со висока кохерентност, монохроматност и осветленост. Ласерите се користат во модерната технологија, вклучително и во полињата како што се комуникација, медицина, производство, мерење и научно истражување. Нивната висока ефикасност и прецизни контролни карактеристики ги прават основната компонента на многу технологии. Подолу е детално објаснување за работните принципи на ласерите и механизмите на различни типови ласери.
1. стимулирана емисија
Стимулирана емисијае основниот принцип зад ласерската генерација, за прв пат предложен од Ајнштајн во 1917 година. Овој феномен опишува колку се создаваат покохерентни фотони преку интеракцијата помеѓу лесната и возбудливата состојба. За подобро да ја разбереме стимулираната емисија, да започнеме со спонтана емисија:
Спонтана емисија: Во атомите, молекулите или другите микроскопски честички, електроните можат да апсорбираат надворешна енергија (како што е електрична или оптичка енергија) и да преминат во повисоко ниво на енергија, познато како возбудена состојба. Како и да е, електроните со возбудливи држави се нестабилни и на крајот ќе се вратат на пониско ниво на енергија, познато како земја, по краток период. За време на овој процес, електронот ослободува фотон, што е спонтана емисија. Таквите фотони се случајни во однос на фреквенцијата, фазата и насоката, а со тоа и немаат кохерентност.
Стимулирана емисија: Клучот за стимулирана емисија е тоа што кога електронскиот возбуден држава наидува на фотон со енергија што одговара на својата транзициска енергија, фотонот може да го натера електронот да се врати во состојбата на земјата додека ослободува нов фотон. Новиот фотон е идентичен со оригиналниот во однос на фреквенцијата, фазата и насоката на размножување, што резултира во кохерентна светлина. Овој феномен значително го засилува бројот и енергијата на фотоните и е основниот механизам на ласерите.
Позитивен ефект на повратна информација на стимулирана емисија: Во дизајнирањето на ласерите, стимулираниот процес на емисија се повторува повеќе пати, и овој позитивен ефект на повратна информација може експоненцијално да го зголеми бројот на фотони. Со помош на резонантна празнина, се одржува кохерентноста на фотоните, а интензитетот на светлосен зрак постојано се зголемува.
2. Добијте медиум
НаДобијте медиуме основниот материјал во ласерот што го одредува засилувањето на фотоните и излезот на ласер. Тоа е физичка основа за стимулирана емисија, а неговите својства ја одредуваат фреквенцијата, брановата должина и излезната моќност на ласерот. Видот и карактеристиките на медиум за добивка директно влијаат на примената и перформансите на ласерот.
Механизам за побудување: Електроните во медиум за добивка треба да бидат возбудени на повисоко ниво на енергија од надворешен извор на енергија. Овој процес обично се постигнува со надворешни системи за снабдување со енергија. Вообичаени механизми за побудување вклучуваат:
Електрично пумпање: Возбудувајте ги електроните во медиум за добивка со примена на електрична струја.
Оптичко пумпање: Возбудувајте го медиумот со извор на светлина (како што е блиц ламба или друг ласер).
Систем на ниво на енергија: Електроните во медиумот за добивка обично се дистрибуираат на специфично ниво на енергија. Најчести сеСистеми на две нивоаиСистеми со четири нивоа. Во едноставен систем на две нивоа, електроните преминуваат од земјата во возбудлива состојба и потоа се враќаат во состојбата на земјата преку стимулирана емисија. Во систем на четири нивоа, електроните се подложени на посложени транзиции помеѓу различно ниво на енергија, честопати што резултира во поголема ефикасност.
Видови на медиуми за добивка:
Медиум за добивање на гас: На пример, ласери со хелиум-неон (He-ne). Медиумите за добивање на гас се познати по стабилниот исход и фиксната бранова должина и се користат како стандардни извори на светлина во лабораториите.
Средна добивка од течност: На пример, ласери за боја. Молекулите во боја имаат добри побудувачки својства низ различни бранови должини, што ги прави идеални за ласери за прилагодување.
Цврста добивка медиум: На пример, Nd (неодимиум-допиран Yttrium алуминиум гарнет) ласери. Овие ласери се многу ефикасни и моќни и се користат во индустриско сечење, заварување и медицински апликации.
Полупроводнички добивање медиум: На пример, галиум арсенид (GaAs) материјали се користат во комуникација и оптоелектронски уреди како што се ласерските диоди.
3. Резонаторска празнина
НаРезонаторска празнинае структурна компонента во ласерот што се користи за повратни информации и засилување. Неговата основна функција е да го подобри бројот на фотони произведени преку стимулирана емисија преку рефлектирање и засилување на нив во шуплината, со што се создава силен и фокусиран ласерски излез.
Структура на резонаторната празнина: Обично се состои од две паралелни огледала. Едното е целосно рефлексивно огледало, познато какоЗадното огледало, а другиот е делумно рефлексивно огледало, познато какоизлезно огледало. Фотоните се одразуваат напред и назад во рамките на шуплината и се засилуваат преку интеракција со медиумот за добивка.
Состојба на резонанца: Дизајнот на резонаторната празнина мора да исполнува одредени услови, како што е обезбедување дека фотоните формираат стоечки бранови во шуплината. Ова бара должината на шуплината да биде повеќекратна од ласерската бранова должина. Само лесните бранови што ги исполнуваат овие услови можат ефикасно да се засилат во шуплината.
Излезен зрак: Делумно рефлексивното огледало овозможува да помине дел од засилениот светлосен зрак, формирајќи го излезниот зрак на ласерот. Овој зрак има висока насока, кохерентност и монохроматност.
Ако сакате да дознаете повеќе или сте заинтересирани за ласери, ве молиме слободно контактирајте не:
Lumispot
Адреса: Зграда 4 #, бр.99 Фуронг 3 -ти пат, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Кина
Тел: + 86-0510 87381808.
Мобилен: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Веб-страница: www.lumispot-tech.com
Време на објавување: Сеп-18-2024