La baza funkcia principo de lasero (malpeza amplifado per stimulita emisio de radiado) baziĝas sur la fenomeno de stimulita emisio de lumo. Tra serio de precizaj desegnoj kaj strukturoj, laseroj generas trabojn kun alta kohereco, monokromataleco kaj brilo. Laseroj estas vaste uzataj en moderna teknologio, inkluzive en kampoj kiel komunikado, medicino, fabrikado, mezurado kaj scienca esplorado. Ilia alta efikeco kaj precizaj kontrolaj trajtoj igas ilin la kerna ero de multaj teknologioj. Malsupre estas detala klarigo pri la funkciaj principoj de laseroj kaj la mekanismoj de diversaj specoj de laseroj.
1. Stimulita emisio
Stimulita emisioestas la fundamenta principo malantaŭ lasero-generacio, unue proponita de Einstein en 1917. Ĉi tiu fenomeno priskribas kiel pli koheraj fotonoj estas produktitaj per la interagado inter lumo kaj ekscitita stato. Por pli bone kompreni stimulitan emision, ni komencu per spontanea emisio:
Spontanea emisio: En atomoj, molekuloj aŭ aliaj mikroskopaj eroj, elektronoj povas sorbi eksteran energion (kiel elektra aŭ optika energio) kaj transiron al pli alta energia nivelo, konata kiel ekscitita stato. Tamen, ekscititaj ŝtataj elektronoj estas malstabilaj kaj poste revenos al pli malalta energia nivelo, konata kiel la tera stato, post mallonga periodo. Dum ĉi tiu procezo, la elektrono liberigas fotonon, kiu estas spontanea emisio. Tiaj fotonoj estas hazardaj rilate al ofteco, fazo kaj direkto, kaj tiel malhavas koherencon.
Stimulita emisio: La ŝlosilo por stimulita emisio estas, ke kiam ekscitita ŝtata elektrono renkontas fotonon kun energio kongruanta kun sia transira energio, la fotono povas instigi la elektronon reveni al la tera stato dum liberigado de nova fotono. La nova fotono estas identa al la originalo rilate al ofteco, fazo kaj disvastiga direkto, rezultigante koheran lumon. Ĉi tiu fenomeno signife amplifas la nombron kaj energion de fotonoj kaj estas la kerna mekanismo de laseroj.
Pozitiva reaga efiko de stimulita emisio: En la dezajno de laseroj, la stimulita emisia procezo ripetiĝas multfoje, kaj ĉi tiu pozitiva reaga efiko povas eksponente pliigi la nombron de fotonoj. Kun la helpo de resona kavo, la kohereco de fotonoj estas konservita, kaj la intenseco de la luma trabo estas kontinue pliigita.
2. Gajni Mezkvanton
LaGajni Mezaestas la kerna materialo en la lasero, kiu determinas la amplifon de fotonoj kaj la lasera eligo. Ĝi estas la fizika bazo por stimulita emisio, kaj ĝiaj propraĵoj determinas la frekvencon, ondolongon kaj eliran potencon de la lasero. La tipo kaj karakterizaĵoj de la gajno -medio rekte influas la aplikon kaj agadon de la lasero.
Ekscita mekanismo: Elektronoj en la gajno -rimedo bezonas ekscitiĝi al pli alta energia nivelo per ekstera energifonto. Ĉi tiu procezo estas kutime atingita per eksteraj energiaj sistemoj. Oftaj ekscitaj mekanismoj inkluzivas:
Elektra Pumpado: Eksciti la elektronojn en la gajno -rimedo per aplikado de elektra kurento.
Optika pumpado: Eksciti la mediumon kun lumfonto (kiel fulmilo aŭ alia lasero).
Sistemo de Energiaj Niveloj: Elektronoj en la gajno -mezumo estas tipe distribuitaj en specifaj energiaj niveloj. La plej oftaj estasDu-nivelaj sistemojKajkvar-nivelaj sistemoj. En simpla du-nivela sistemo, elektronoj transiras de la tera stato al ekscitita stato kaj poste revenas al la tera stato per stimulita emisio. En kvar-nivela sistemo, elektronoj spertas pli kompleksajn transirojn inter malsamaj energiaj niveloj, ofte rezultigante pli altan efikecon.
Specoj de gajnaj amaskomunikiloj:
Gas -gajno meza: Ekzemple, helium-neon (he-ne) laseroj. Gasaj gajnoj estas konataj pro sia stabila eligo kaj fiksa ondolongo, kaj estas vaste uzataj kiel normaj lumfontoj en laboratorioj.
Likva gajno meza: Ekzemple, tinkturfarbaj laseroj. Tinkturaj molekuloj havas bonajn ekscitajn proprietojn tra malsamaj ondolongoj, igante ilin idealaj por agordeblaj laseroj.
Solida gajno meza: Ekzemple, ND (neodimio-dopita yttrium-aluminia granato) laseroj. Ĉi tiuj laseroj estas tre efikaj kaj potencaj, kaj estas vaste uzataj en industria tranĉo, veldado kaj medicinaj aplikoj.
Duonkondukta gajno meza: Ekzemple, materialoj de galio arsenido (GaAs) estas vaste uzataj en komunikado kaj optoelektronikaj aparatoj kiel laseraj diodoj.
3. Resonator Cavity
Laresonatora kavoestas struktura komponento en la lasero uzata por retrosciigo kaj amplifado. Ĝia kerna funkcio estas plibonigi la nombron de fotonoj produktitaj per stimulita emisio per reflektado kaj amplifado de ili en la kavo, tiel generante fortan kaj fokusan laseron.
Strukturo de la resona kavo: Ĝi kutime konsistas el du paralelaj speguloj. Unu estas plene reflekta spegulo, konata kiel laMalantaŭa Spegulo, kaj la alia estas parte reflekta spegulo, konata kiel laelira spegulo. Fotonoj reflektas tien kaj reen ene de la kavo kaj estas amplifitaj per interagado kun la gajno.
Resonanca kondiĉo: La dezajno de la resona kavo devas plenumi iujn kondiĉojn, kiel certigi, ke fotonoj formas starantajn ondojn en la kavo. Ĉi tio postulas, ke la kavo -longo estu multoblo de la lasera ondolongo. Nur malpezaj ondoj, kiuj plenumas ĉi tiujn kondiĉojn, povas esti efike amplifitaj en la kavo.
Elira trabo: La parte reflekta spegulo permesas parton de la amplifita lum -trabo trapasi, formante la elirejan trabon de la lasero. Ĉi tiu trabo havas altan direkteblecon, koherencon kaj monokromatikecon.
Se vi volas lerni pli aŭ interesiĝas pri laseroj, bonvolu kontakti nin:
Lumispot
Adreso: Konstruaĵo 4 #, Ne .99 Furong 3a Vojo, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Ĉinio
Tel: + 86-0510 87381808.
Poŝtelefono: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Retejo: www.lumispot-tech.com
Afiŝotempo: Sep-18-2024