Асноўны прынцып працы лазера (узмацненне святла пры стымуляваным выпраменьванні) заснаваны на з'яве стымуляванага выпраменьвання святла. Дзякуючы шэрагу дакладных канструкцый і структур, лазеры ствараюць бэлькі з высокай кагерэнтнасцю, аднатоннасці і яркасцю. Лазеры шырока выкарыстоўваюцца ў сучасных тэхналогіях, у тым ліку ў такіх галінах, як сувязь, медыцына, вытворчасць, вымярэнне і навуковыя даследаванні. Іх высокая эфектыўнасць і дакладныя характарыстыкі кантролю робяць іх асноўным кампанентам многіх тэхналогій. Ніжэй прыведзена падрабязнае тлумачэнне працоўных прынцыпаў лазераў і механізмаў розных тыпаў лазераў.
1. Стымуляванае выкід
Стымуляваў выпраменьваннез'яўляецца асноўным прынцыпам лазернага генерацыі, упершыню прапанаваным Эйнштэйна ў 1917 годзе. Гэты феномен апісвае, як больш узгодненыя фатоны вырабляюцца за кошт узаемадзеяння паміж святлом і ўзбуджанай дзяржавай. Каб лепш зразумець стымуляваную выкід, пачнем з самаадвольнага выпраменьвання:
Спантаннае выпраменьванне: У атамах, малекулах ці іншых мікраскапічных часціцах электроны могуць паглынаць знешнюю энергію (напрыклад, электрычную або аптычную энергію) і пераход на больш высокі ўзровень энергіі, вядомы як узбуджаны стан. Аднак узбуджаныя стану электроны нестабільныя і ў канчатковым выніку вернуцца да больш нізкага ўзроўню энергіі, вядомага як асноўны стан, праз кароткі перыяд. Падчас гэтага працэсу электронны вылучае фатон, які з'яўляецца самаадвольным выпраменьваннем. Такія фатоны выпадковыя па частаце, фазе і кірунку, і, такім чынам, не хапае зладжанасці.
Стымуляваў выпраменьванне: Ключ да стымуляванага выпраменьвання заключаецца ў тым, што, калі ўзбуджаны элемент стану сутыкаецца з фатонам з энергіяй, якая адпавядае сваёй пераходнай энергіі, фатон можа падштурхнуць электрона вярнуцца ў асноўны стан, выпускаючы новы фатон. Новы фатон ідэнтычны арыгінальнаму ў плане частоты, фазы і кірунку распаўсюджвання, што прыводзіць да ўзгодненага святла. Гэта з'ява значна ўзмацняе колькасць і энергію фатонаў і з'яўляецца асноўным механізмам лазераў.
Станоўчы эфект зваротнай сувязі стымуляванага выкіду: У канструкцыі лазераў стымуляваны працэс выкіду паўтараецца некалькі разоў, і гэты эфект станоўчай зваротнай сувязі можа экспанентна павялічыць колькасць фатонаў. Пры дапамозе рэзананснай паражніны падтрымліваецца ўзгодненасць фатонаў, а інтэнсіўнасць прамяня святла пастаянна павялічваецца.
2. Атрымаць асяроддзе
АНабярыце сярэдняегэта асноўны матэрыял у лазеры, які вызначае ўзмацненне фатонаў і вывад лазера. Гэта фізічная аснова для стымуляванага выпраменьвання, а яго ўласцівасці вызначаюць частату, даўжыню хвалі і выходную магутнасць лазера. Тып і характарыстыкі асяроддзя ўзмацнення непасрэдна ўплываюць на прымяненне і прадукцыйнасць лазера.
Механізм узбуджэння: Электроны ў асяроддзі ўзмацнення павінны быць узрушаныя да больш высокага ўзроўню энергіі знешняй крыніцай энергіі. Гэты працэс звычайна дасягаецца знешняй сістэмай харчавання энергіі. Агульныя механізмы ўзбуджэння ўключаюць:
Электрычная прапампоўка: Захапляльныя электроны ў асяроддзі ўзмацнення, ужываючы электрычны ток.
Аптычная помпаванне: Захапляльная серада з крыніцай святла (напрыклад, флэш -лямпай ці іншы лазер).
Сістэма ўзроўню энергіі: Электроны ў асяроддзі ўзмацнення звычайна размеркаваны ў пэўных узроўнях энергіі. Найбольш распаўсюджаныя ёсцьДвухзроўныя сістэмыіЧатыры ўзроўні сістэмы. У простай двух узроўнях сістэмы электроны пераходзяць ад асноўнага стану ў узбуджаны стан, а затым вяртаюцца ў асноўны стан шляхам стымуляванага выпраменьвання. У чатырох узроўневай сістэме электроны праходзяць больш складаныя пераходы паміж рознымі ўзроўнямі энергіі, што часта прыводзіць да павышэння эфектыўнасці.
Віды носьбітаў інфармацыі:
Газавы прырост асяроддзя: Напрыклад, лазеры Helium-Neon (He-Ne). Сродкі ўзмацнення газу вядомыя сваім стабільным выхадам і фіксаванай даўжынёй хвалі і шырока выкарыстоўваюцца ў якасці стандартных крыніц святла ў лабараторыях.
Вадкае ўзмацненне асяроддзя: Напрыклад, фарбавальнікі лазеры. Малекулы фарбавальніка валодаюць добрымі ўласцівасцямі ўзбуджэння на розных даўжынях хваль, што робіць іх ідэальнымі для наладжвання лазераў.
Цвёрды ўзмацненне асяроддзя: Напрыклад, ND (Neodymium-лекавы гранат yttrium Aluminium). Гэтыя лазеры высокаэфектыўныя і магутныя і шырока выкарыстоўваюцца ў прамысловых рэзаннях, зварцы і медыцынскіх ужываннях.
Паўправадніковы ўзмацненне асяроддзя: Напрыклад, матэрыялы галію арсеніду (GAAS) шырока выкарыстоўваюцца ў сувязі, а оптаэлектронныя прылады, такія як лазерныя дыёды.
3. Рэзанатарная паражніну
АРэзанатарная паражнінуз'яўляецца структурным кампанентам у лазеры, які выкарыстоўваецца для зваротнай сувязі і ўзмацнення. Яго асноўная функцыя заключаецца ў павышэнні колькасці фатонаў, атрыманых за кошт стымуляванага выпраменьвання, адлюстроўваючы і ўзмацняючы іх у паражніны, ствараючы такім чынам моцны і мэтанакіраваны лазерны выхад.
Структура рэзанатарнай паражніны: Звычайна ён складаецца з двух паралельных люстэркаў. Адзін - гэта цалкам рэфлексіўнае люстэрка, вядомае якзадняе люстэрка, а другі - гэта часткова святлоадбівальнае люстэрка, вядомае яквыхаднае люстэрка. Фатоны адлюстроўваюць туды -сюды ў паражніны і ўзмацняюцца за кошт узаемадзеяння з узмацненнем асяроддзя.
Рэзананснае стан: Канструкцыя паражніны рэзанатара павінна адпавядаць пэўным умовам, напрыклад, забеспячэнне таго, каб фатоны ўтваралі стаялыя хвалі ўнутры паражніны. Гэта патрабуе, каб даўжыня паражніны была кратнай даўжынёй лазернай хвалі. Толькі лёгкія хвалі, якія адпавядаюць гэтым умовам, можна эфектыўна ўзмацняцца ўнутры паражніны.
Выхадны прамень: Часткова святлоадбівальнае люстэрка дазваляе прайсці частку ўзмоцненага прамяня святла, утвараючы выхадны прамень лазера. Гэты прамень мае высокую накіраванасць, узгодненасць і аднатоннасць.
Калі вы хочаце даведацца больш альбо зацікаўлены ў лазерах, калі ласка, звяжыцеся з намі:
Lumispot
Адрас: Будаўніцтва 4 #, № 99 Фурунг 3 -й дарогі, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Кітай
Тэл: + 86-0510 87381808.
Мабільны: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Веб-сайт: www.lumispot-tech.com
Час паведамлення: 18 верасня 2014 г.