Laser inahusu mchakato na chombo cha kutengeneza mihimili ya taa, monochromatic, mihimili madhubuti kupitia kukuza mionzi na maoni muhimu. Kimsingi, kizazi cha laser kinahitaji vitu vitatu: "resonator," "faida ya kati," na "chanzo cha kusukuma."
A. kanuni
Hali ya mwendo wa chembe inaweza kugawanywa katika viwango tofauti vya nishati, na wakati mabadiliko ya atomi kutoka kiwango cha juu cha nishati hadi kiwango cha chini cha nishati, inatoa picha za nishati inayolingana (kinachojulikana kama mionzi ya hiari). Vivyo hivyo, wakati Photon ni tukio kwenye mfumo wa kiwango cha nishati na kufyonzwa nayo, itasababisha chembe kutoka kwa kiwango cha chini cha nishati hadi kiwango cha juu cha nishati (kinachojulikana kama kunyonya kwa msisimko); Halafu, baadhi ya atomi ambazo zinabadilika kwa viwango vya juu vya nishati zitabadilika hadi viwango vya chini vya nishati na kutoa picha (kinachojulikana kama mionzi). Harakati hizi hazifanyiki kwa kutengwa, lakini mara nyingi sambamba. Tunapounda hali, kama vile kutumia kati inayofaa, resonator, uwanja wa umeme wa kutosha, mionzi iliyochochewa inakuzwa ili zaidi ya kunyonya, basi kwa ujumla, kutakuwa na picha zilizotolewa, na kusababisha taa ya laser.
B. Uainishaji
Kulingana na kati ambayo hutoa laser, laser inaweza kugawanywa katika laser ya kioevu, laser ya gesi na laser thabiti. Sasa laser ya kawaida ya semiconductor ni aina ya laser ya hali ngumu.
C. muundo
Lasers nyingi zinaundwa na sehemu tatu: mfumo wa uchochezi, nyenzo za laser na resonator ya macho. Mifumo ya uchochezi ni vifaa ambavyo hutoa nishati nyepesi, umeme au kemikali. Kwa sasa, njia kuu za motisha zinazotumiwa ni nyepesi, umeme au athari ya kemikali. Vitu vya laser ni vitu ambavyo vinaweza kutoa taa ya laser, kama vile rubies, glasi ya beryllium, gesi ya neon, semiconductors, dyes ya kikaboni, nk Jukumu la udhibiti wa macho ni kuongeza mwangaza wa laser ya pato, kurekebisha na kuchagua wimbi na mwelekeo wa laser.
D. Maombi
Laser hutumiwa sana, haswa mawasiliano ya nyuzi, laser kuanzia, kukata laser, silaha za laser, disc ya laser na kadhalika.
E. Historia
Mnamo 1958, wanasayansi wa Amerika Xiaoluo na Townes waligundua jambo la kichawi: wakati wanapoweka taa iliyotolewa na balbu ya taa ya ndani kwenye glasi ya ardhi ya nadra, molekuli za kioo zitatoa mwangaza mkali, kila wakati pamoja. Kulingana na jambo hili, walipendekeza "kanuni ya laser", ambayo ni, wakati dutu hii inafurahishwa na nishati sawa na mzunguko wa asili wa molekuli zake, itatoa nuru hii kali ambayo haibadilishi - laser. Walipata karatasi muhimu kwa hii.
Baada ya kuchapishwa kwa matokeo ya utafiti wa Sciolo na Townes, wanasayansi kutoka nchi mbali mbali walipendekeza miradi mbali mbali ya majaribio, lakini hawakufanikiwa. Mnamo Mei 15, 1960, Mayman, mwanasayansi katika Maabara ya Hughes huko California, alitangaza kwamba alikuwa amepata laser na wimbi la microns 0.6943, ambayo ilikuwa laser ya kwanza iliyopatikana na wanadamu, na kwa hivyo Mayman alikua mwanasayansi wa kwanza ulimwenguni kuanzisha lasers kwenye uwanja wa vitendo.
Mnamo Julai 7, 1960, Mayman alitangaza kuzaliwa kwa laser ya kwanza ulimwenguni, mpango wa Mayman ni kutumia bomba la kiwango cha juu cha kuchochea atomi za chromium kwenye glasi ya ruby, na hivyo kutoa safu nyembamba nyembamba nyekundu, wakati imefutwa kwa wakati fulani, inaweza kufikia joto la juu kuliko uso wa jua.
Mwanasayansi wa Soviet H.γ Basov aligundua laser ya semiconductor mnamo 1960. Muundo wa semiconductor laser kawaida huundwa na safu ya P, safu ya N na safu inayofanya kazi ambayo huunda heterojunction mara mbili. Tabia zake ni: saizi ndogo, ufanisi wa juu wa kuunganishwa, kasi ya majibu ya haraka, wimbi na saizi inayolingana na saizi ya nyuzi ya macho, inaweza kubadilishwa moja kwa moja, mshikamano mzuri.
Sita, baadhi ya mwelekeo kuu wa maombi ya laser
F. Mawasiliano ya laser
Kutumia mwanga kusambaza habari ni kawaida sana leo. Kwa mfano, meli hutumia taa kuwasiliana, na taa za trafiki hutumia nyekundu, njano, na kijani. Lakini njia hizi zote za kusambaza habari kwa kutumia nuru ya kawaida zinaweza kuwa mdogo kwa umbali mfupi. Ikiwa unataka kusambaza habari moja kwa moja kwa maeneo ya mbali kupitia mwanga, huwezi kutumia taa ya kawaida, lakini tumia lasers tu.
Kwa hivyo unawezaje kutoa laser? Tunajua kuwa umeme unaweza kubeba waya za shaba, lakini mwanga hauwezi kubeba waya za kawaida za chuma. Kufikia hii, wanasayansi wameandaa filimbi ambayo inaweza kusambaza mwanga, inayoitwa nyuzi za macho, inayojulikana kama nyuzi. Fiber ya macho imetengenezwa kwa vifaa maalum vya glasi, kipenyo ni nyembamba kuliko nywele za kibinadamu, kawaida microns 50 hadi 150, na laini sana.
Kwa kweli, msingi wa ndani wa nyuzi ni faharisi ya juu ya glasi ya macho ya uwazi, na mipako ya nje imetengenezwa kwa glasi ya chini ya index au plastiki. Muundo kama huo, kwa upande mmoja, unaweza kufanya taa hiyo irekebishwe kando ya msingi wa ndani, kama vile maji yanayotiririka mbele kwenye bomba la maji, umeme unaopitishwa mbele kwenye waya, hata kama maelfu ya twists na zamu hazina athari. Kwa upande mwingine, mipako ya index ya chini-inayoweza kurejesha inaweza kuzuia mwanga kutoka kwa kuvuja, kama vile bomba la maji halina laini na safu ya insulation ya waya haifanyi umeme.
Kuonekana kwa nyuzi za macho hutatua njia ya kupitisha taa, lakini haimaanishi kuwa nayo, taa yoyote inaweza kupitishwa mbali sana. Mwangaza wa juu tu, rangi safi, laser nzuri ya mwelekeo, ndio chanzo bora zaidi cha kusambaza habari, ni pembejeo kutoka mwisho mmoja wa nyuzi, karibu hakuna upotezaji na matokeo kutoka mwisho mwingine. Kwa hivyo, mawasiliano ya macho kimsingi ni mawasiliano ya laser, ambayo ina faida za uwezo mkubwa, ubora wa hali ya juu, chanzo pana cha vifaa, usiri mkubwa, uimara, nk, na hupongezwa na wanasayansi kama mapinduzi katika uwanja wa mawasiliano, na ni moja ya mafanikio mazuri katika mapinduzi ya kiteknolojia.
Wakati wa chapisho: Jun-29-2023