Leza inarejelea mchakato na kifaa cha kutoa miale ya mwanga iliyokolea, yenye umbo moja, na inayolingana kupitia ukuzaji wa mionzi iliyochochewa na mrejesho muhimu. Kimsingi, uzalishaji wa leza unahitaji vipengele vitatu: "resonator," "kituo cha faida," na "chanzo cha kusukuma."
A. Kanuni
Hali ya mwendo wa atomu inaweza kugawanywa katika viwango tofauti vya nishati, na atomu inapobadilika kutoka kiwango cha juu cha nishati hadi kiwango cha chini cha nishati, hutoa fotoni za nishati inayolingana (kinachoitwa mionzi ya hiari). Vile vile, fotoni inapotokea kwenye mfumo wa kiwango cha nishati na kufyonzwa nayo, itasababisha atomi kubadilika kutoka kiwango cha chini cha nishati hadi kiwango cha juu cha nishati (kinachoitwa unyonyaji msisimko); Kisha, baadhi ya atomi zinazobadilika hadi viwango vya juu vya nishati zitabadilika hadi viwango vya chini vya nishati na kutoa fotoni (kinachoitwa mionzi iliyochochewa). Harakati hizi hazifanyiki peke yake, lakini mara nyingi kwa sambamba. Tunapounda hali, kama vile kutumia kati inayofaa, resonator, uwanja wa kutosha wa umeme wa nje, mionzi iliyochochewa huongezeka ili zaidi ya unyonyaji uliochochewa, basi kwa ujumla, kutakuwa na fotoni zinazotolewa, na kusababisha mwanga wa leza.
B. Uainishaji
Kulingana na chombo kinachozalisha leza, leza inaweza kugawanywa katika leza ya kioevu, leza ya gesi na leza imara. Sasa leza ya semiconductor inayotumika sana ni aina ya leza ya hali ngumu.
C. Muundo
Leza nyingi zina sehemu tatu: mfumo wa uchochezi, nyenzo za leza na resonator ya macho. Mifumo ya uchochezi ni vifaa vinavyozalisha nishati ya mwanga, umeme au kemikali. Kwa sasa, njia kuu za motisha zinazotumika ni mwanga, umeme au mmenyuko wa kemikali. Dutu za leza ni dutu zinazoweza kutoa mwanga wa leza, kama vile rubi, glasi ya berili, gesi ya neon, semiconductors, rangi za kikaboni, n.k. Jukumu la udhibiti wa mwangwi wa macho ni kuongeza mwangaza wa leza inayotoa, kurekebisha na kuchagua urefu wa wimbi na mwelekeo wa leza.
D. Matumizi
Laser hutumika sana, hasa mawasiliano ya nyuzi, uundaji wa leza, kukata kwa leza, silaha za leza, diski za leza na kadhalika.
Historia ya E.
Mnamo 1958, wanasayansi wa Marekani Xiaoluo na Townes waligundua jambo la kichawi: wanapoweka mwanga unaotolewa na balbu ya ndani ya mwanga kwenye fuwele ya dunia adimu, molekuli za fuwele zitatoa mwanga mkali, pamoja kila wakati. Kulingana na jambo hili, walipendekeza "kanuni ya leza", yaani, wakati dutu hii inasisimuliwa na nishati sawa na masafa ya asili ya mtetemo wa molekuli zake, itatoa mwanga huu mkali ambao hautofautiani - leza. Walipata karatasi muhimu kwa hili.
Baada ya kuchapishwa kwa matokeo ya utafiti wa Sciolo na Townes, wanasayansi kutoka nchi mbalimbali walipendekeza mipango mbalimbali ya majaribio, lakini hawakufanikiwa. Mnamo Mei 15, 1960, Mayman, mwanasayansi katika Maabara ya Hughes huko California, alitangaza kwamba alikuwa amepata leza yenye urefu wa mawimbi ya mikroni 0.6943, ambayo ilikuwa leza ya kwanza kupatikana na wanadamu, na hivyo Mayman akawa mwanasayansi wa kwanza duniani kuingiza leza katika uwanja wa vitendo.
Mnamo Julai 7, 1960, Mayman alitangaza kuzaliwa kwa leza ya kwanza duniani, mpango wa Mayman ni kutumia mirija ya flash yenye nguvu kubwa ili kuchochea atomi za kromiamu katika fuwele ya rubi, hivyo kutoa safu nyembamba sana ya mwanga mwekundu, inapowashwa katika sehemu fulani, inaweza kufikia halijoto ya juu zaidi kuliko uso wa jua.
Mwanasayansi wa Kisovieti H.Γ Basov alivumbua leza ya nusu-semiconductor mnamo 1960. Muundo wa leza ya nusu-semiconductor kwa kawaida huundwa na safu ya P, safu ya N na safu amilifu ambayo huunda makutano mawili. Sifa zake ni: ukubwa mdogo, ufanisi mkubwa wa kiunganishi, kasi ya mwitikio wa haraka, urefu wa wimbi na ukubwa unaolingana na ukubwa wa nyuzi za macho, unaweza kubadilishwa moja kwa moja, mshikamano mzuri.
Sita, baadhi ya maelekezo kuu ya matumizi ya laser
F. Mawasiliano ya leza
Kutumia mwanga kusambaza taarifa ni jambo la kawaida sana leo. Kwa mfano, meli hutumia taa kuwasiliana, na taa za trafiki hutumia nyekundu, njano, na kijani. Lakini njia hizi zote za kusambaza taarifa kwa kutumia mwanga wa kawaida zinaweza kupunguzwa tu kwa umbali mfupi. Ukitaka kusambaza taarifa moja kwa moja hadi maeneo ya mbali kupitia mwanga, huwezi kutumia mwanga wa kawaida, bali tumia leza pekee.
Kwa hivyo unapelekaje leza? Tunajua kwamba umeme unaweza kubebwa pamoja na nyaya za shaba, lakini mwanga hauwezi kubebwa pamoja na nyaya za kawaida za chuma. Kwa lengo hili, wanasayansi wameunda uzi unaoweza kusambaza mwanga, unaoitwa nyuzinyuzi, unaojulikana kama nyuzinyuzi. Nyuzinyuzi hutengenezwa kwa vifaa maalum vya kioo, kipenyo chake ni chembamba kuliko unywele wa binadamu, kwa kawaida huwa na mikroni 50 hadi 150, na ni laini sana.
Kwa kweli, kiini cha ndani cha nyuzi ni faharisi ya juu ya kuakisi ya kioo cha macho chenye uwazi, na mipako ya nje imetengenezwa kwa glasi au plastiki yenye faharisi ya chini ya kuakisi. Muundo kama huo, kwa upande mmoja, unaweza kufanya mwangaza ugeuke kando ya kiini cha ndani, kama vile maji yanayotiririka mbele kwenye bomba la maji, umeme unaopitishwa mbele kwenye waya, hata kama maelfu ya mizunguko na mizunguko hayana athari. Kwa upande mwingine, mipako yenye faharisi ya chini ya kuakisi inaweza kuzuia mwanga kutoka nje, kama vile bomba la maji halivuji na safu ya insulation ya waya haitoi umeme.
Kuonekana kwa nyuzi za macho hutatua njia ya kusambaza mwanga, lakini haimaanishi kwamba kwa hiyo, mwanga wowote unaweza kusambazwa hadi mbali sana. Mwangaza wa juu tu, rangi safi, leza nzuri ya mwelekeo, ndiyo chanzo bora zaidi cha mwanga cha kusambaza taarifa, ni pembejeo kutoka upande mmoja wa nyuzi, karibu hakuna hasara na matokeo kutoka upande mwingine. Kwa hivyo, mawasiliano ya macho kimsingi ni mawasiliano ya leza, ambayo yana faida za uwezo mkubwa, ubora wa juu, chanzo pana cha vifaa, usiri mkubwa, uimara, n.k., na inasifiwa na wanasayansi kama mapinduzi katika uwanja wa mawasiliano, na ni mojawapo ya mafanikio mazuri zaidi katika mapinduzi ya kiteknolojia.
Muda wa chapisho: Juni-29-2023