Лазерның төп эш принцибы (Стимуллаштырылган нурланыш аша яктылыкны көчәйтү) яктылыкның стимуллаштырылган нурланышы күренешенә нигезләнгән. Берничә төгәл конструкция һәм структура аша лазерлар югары когерентлык, монохроматлык һәм яктылык белән нурлар барлыкка китерә. Лазерлар заманча технологияләрдә, шул исәптән элемтә, медицина, җитештерү, үлчәү һәм фәнни тикшеренүләр кебек өлкәләрдә киң кулланыла. Аларның югары нәтиҗәлелеге һәм төгәл идарә итү үзенчәлекләре аларны күп технологияләрнең төп компоненты итә. Түбәндә лазерларның эш принциплары һәм төрле лазерларның механизмнары турында җентекле аңлатма бирелә.
1. Стимуллаштырылган чыгару
Стимуллаштырылган эмиссиялазер генерациясенең төп принцибы, аны беренче тапкыр 1917 елда Эйнштейн тәкъдим иткән. Бу күренеш яктылык һәм кузгалган халәттәге матдә арасындагы үзара бәйләнеш аша ничек когерентрак фотоннар барлыкка килүен сурәтли. Стимуллаштырылган эмиссияне яхшырак аңлау өчен, әйдәгез, үзеннән-үзе эмиссиядән башлыйк:
Үзеннән-үзе чыккан газларАтомнарда, молекулаларда яки башка микроскопик кисәкчәләрдә электроннар тышкы энергияне (мәсәлән, электр яки оптик энергия) сеңдерә һәм кузгалган халәт дип аталган югарырак энергия дәрәҗәсенә күчә ала. Ләкин кузгалган халәттәге электроннар тотрыксыз һәм кыска вакыт эчендә төп халәт дип аталган түбәнрәк энергия дәрәҗәсенә кире кайта. Бу процесс барышында электрон үзеннән-үзе чыга торган фотонны чыгара. Мондый фотоннар ешлык, фаза һәм юнәлеш буенча очраклы, шуңа күрә когерентлык җитми.
Стимуллаштырылган чыгаруСтимуллаштырылган нурланышның төп сәбәбе шунда: кузгалган халәттәге электрон аның күчү энергиясенә туры килгән энергияле фотон белән очрашканда, фотон электронны төп халәткә кире кайтарырга этәрә ала, шул ук вакытта яңа фотон чыгара ала. Яңа фотон ешлык, фаза һәм таралу юнәлеше буенча башлангыч фотон белән бертигез, нәтиҗәдә когерент яктылык барлыкка килә. Бу күренеш фотоннар санын һәм энергиясен сизелерлек арттыра һәм лазерларның төп механизмы булып тора.
Стимуллаштырылган эмиссиянең уңай кире элемтә эффектыЛазерларны проектлауда стимуллаштырылган нурланыш процессы берничә тапкыр кабатлана, һәм бу уңай кире элемтә эффекты фотоннар санын экспоненциаль рәвештә арттыра ала. Резонанс куышлыгы ярдәмендә фотоннарның когерентлыгы саклана, һәм яктылык нурының интенсивлыгы өзлексез арта.
2. Уртача көчәйтү
...уртача көчәйтүлазердагы төп материал, ул фотоннарның көчәйтелүен һәм лазер чыгышын билгели. Ул стимуллаштырылган нурланышның физик нигезе булып тора, һәм аның үзлекләре лазерның ешлыгын, дулкын озынлыгын һәм чыгыш көчен билгели. Көчәйтү мохитенең төре һәм үзенчәлекләре лазерның кулланылышына һәм эшчәнлегенә турыдан-туры йогынты ясый.
Кузгату механизмыКүтәрү мохитендәге электроннарны тышкы энергия чыганагы белән югарырак энергия дәрәҗәсенә кузгатырга кирәк. Бу процесс гадәттә тышкы энергия белән тәэмин итү системалары ярдәмендә башкарыла. Гомуми кузгату механизмнарына түбәндәгеләр керә:
Электр насосларыЭлектр тогы кулланып, көчәйтү мохитендәге электроннарны кузгату.
Оптик насослауЯктылык чыганагы (мәсәлән, яктырткыч лампа яки башка лазер) белән мохитне кузгату.
Энергия дәрәҗәләре системасыКөчәйтү мохитендәге электроннар гадәттә билгеле бер энергия дәрәҗәләрендә бүленгән. Иң еш очрый торганнары:ике дәрәҗәле системаларһәмдүрт дәрәҗәле системаларГади ике дәрәҗәле системада электроннар төп халәттән кузгалган халәткә күчә, аннары стимуллаштырылган нурланыш аша төп халәткә кайта. Дүрт дәрәҗәле системада электроннар төрле энергия дәрәҗәләре арасында катлаулырак күчешләр кичерә, бу еш кына югарырак нәтиҗәлелеккә китерә.
Көчәйткеч медиа төрләре:
Газ көчәйтү уртачаМәсәлән, гелий-неон (He-Ne) лазерлары. Газ көчәйтү мохитләре тотрыклы чыгышы һәм билгеләнгән дулкын озынлыгы белән билгеле, һәм лабораторияләрдә стандарт яктылык чыганаклары буларак киң кулланыла.
Сыеклык арту уртачаМәсәлән, буяу лазерлары. Буяу молекулалары төрле дулкын озынлыкларында яхшы кузгату үзлекләренә ия, бу аларны көйләнә торган лазерлар өчен идеаль итә.
Каты көчәйтү уртачаМәсәлән, Nd (неодим белән кушылган иттрий алюминий гранаты) лазерлары. Бу лазерлар югары нәтиҗәле һәм көчле, һәм алар сәнәгатьтә кисү, эретеп ябыштыру һәм медицина кулланылышларында киң кулланыла.
Ярымүткәргечле көчәйтү уртачасыМәсәлән, галлий арсениды (GaAs) материаллары элемтә һәм оптоэлектрон җайланмаларда, мәсәлән, лазер диодларында киң кулланыла.
3. Резонатор куышлыгы
...резонатор куышлыгыкире элемтә һәм көчәйтү өчен кулланыла торган лазерның структураль компоненты. Аның төп функциясе - стимуллаштырылган нурланыш аша барлыкка килгән фотоннар санын аларны куышлык эчендә чагылдыру һәм көчәйтү юлы белән арттыру, шулай итеп көчле һәм фокусланган лазер чыгышы булдыру.
Резонатор куышлыгының төзелешеГадәттә ул ике параллель көзгедән тора. Берсе - тулысынча чагылдыручы көзге, ул ... дип атала.арткы көзге, ә икенчесе - өлешчә чагылдыручы көзге, ул ... дип атала.чыгару көзгесеФотоннар куышлык эчендә кире һәм артка чагыла һәм көчәйтү мохите белән үзара бәйләнеш аша көчәя.
Резонанс халәтеРезонатор куышлыгының конструкциясе билгеле бер шартларга туры килергә тиеш, мәсәлән, фотоннар куышлык эчендә басып торган дулкыннар барлыкка китерүен тәэмин итү. Моның өчен куышлык озынлыгы лазер дулкын озынлыгына тапкыр булырга тиеш. Бу шартларга туры килгән яктылык дулкыннары гына куышлык эчендә нәтиҗәле көчәйтелергә мөмкин.
Чыгару нурыӨлешчә чагылдыручы көзге көчәйтелгән яктылык нурының бер өлешен үткәрергә мөмкинлек бирә, шуның белән лазерның чыгу нуры барлыкка килә. Бу нур югары юнәлешлелеккә, когерентлыкка һәм монохроматлыкка ия..
Күбрәк белергә теләсәгез яки лазерлар белән кызыксынсагыз, безнең белән элемтәгә керегез:
Люмиспотта
Адрес: 4 нче бина, 99 нчы Фуронг 3 нче юл, Сишань районы, Уси, 214000, Кытай
Тел.: + 86-0510 87381808.
Мобиль телефон: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Вебсайт: www.lumispot-tech.com
Бастырылган вакыты: 2024 елның 18 сентябре