Lazerin əsas tərkibi və tətbiqi

Lazer lazer yayan bir cihazdır. İş mühitinə görə lazerləri dörd kateqoriyaya bölmək olar: qaz lazerləri, bərk lazerlər, yarımkeçirici lazerlər və boya lazerləri. Son zamanlarda pulsuz elektron lazerlər hazırlanıb. Yüksək güclü lazerlər ümumiyyətlə impulslu olur. Çıxış.

Lazerin iş prinsipi:
Pulsuz elektron lazerlər istisna olmaqla, müxtəlif lazerlərin əsas iş prinsipləri eynidır. Lazer istehsalı üçün əvəzolunmaz şərtlər əhalinin inversiyası və itkisindən daha çox qazancdır, buna görə də cihazın əvəzedilməz komponentləri həyəcan mənbəyi və metastabil enerji səviyyəsinə malik iş mühitidir. Həyəcan, işçi mühitin xarici enerjini udduqdan sonra həyəcanlı bir vəziyyətdə həyəcanlandırması, əhalinin inversiyasını həyata keçirmək və saxlamaq üçün şərait yaratması deməkdir. Həyəcan üsullarına optik həyəcan, elektrik həyəcanı, kimyəvi həyəcan və nüvə enerjisi həyəcanı daxildir.
İş mühitinin metastabil enerji səviyyəsi, stimullaşdırılmış radiasiyanı hakim edir və bununla da optik gücləndirməni həyata keçirir. Lazerlərdə ümumi komponentlərə rezonans boşluq daxildir, lakin rezonanslı boşluq (bax optik rezonans boşluğu) əvəzolunmaz bir komponent deyil. Rezonanslı boşluq, boşluqdakı fotonları eyni tezliyə, fazaya və qaçış istiqamətinə malik edə bilər, beləliklə lazer yaxşı istiqamətləndirmə və tutarlılığa malikdir. Üstəlik, iş materialının uzunluğunu yaxşı qısalda bilər və rezonans boşluğun uzunluğunu dəyişdirərək (yəni mod seçimi) yaradılan lazerin rejimini tənzimləyə bilər, buna görə də ümumiyyətlə lazerlərdə rezonans boşluqlar olur.

Lazer ümumiyyətlə üç hissədən ibarətdir:
1. İşçi maddə: Lazerin özəyində yalnız enerji səviyyəsinə keçid edə bilən maddə lazerin işçi maddəsi olaraq istifadə edilə bilər.
2. Həvəsləndirici enerji: funksiyası işləyən maddəyə enerji vermək və atomları aşağı enerjili səviyyədən xarici enerjinin yüksək enerjili səviyyəsinə qaldırmaqdır. Adətən işıq enerjisi, istilik enerjisi, elektrik enerjisi, kimyəvi enerji və s.
3. Optik rezonanslı boşluq: İlk funksiya işləyən maddənin stimullaşdırılmış şüalanmasının davamlı olaraq davam etməsidir; ikincisi fotonları davamlı sürətləndirməkdir; üçüncüsü, lazer çıxışının istiqamətini məhdudlaşdırmaqdır. Ən sadə optik rezonans boşluq, helium-neon lazerin hər iki ucuna yerləşdirilmiş iki paralel güzgüdən ibarətdir. Bəzi neon atomları populyasiyanın inversiyasına nail olan iki enerji səviyyəsi arasında keçid etdikdə və fotonları lazer istiqamətinə paralel olaraq yaydıqda, bu fotonlar iki güzgü arasında irəli -geri əks olunaraq davamlı olaraq stimullaşdırılmış radiasiyaya səbəb olur. Çox güclü lazer işığı çox tez istehsal olunur.

Lazerin yaydığı işığın keyfiyyəti safdır və spektr sabitdir, bu da bir çox cəhətdən istifadə edilə bilər:
Yaqut lazer: Orijinal lazer, yaqutun parlaq yanıb -sönən bir ampullə həyəcanlandığı və istehsal olunan lazerin davamlı və sabit bir şüa deyil, "nəbz lazeri" olduğu idi. Bu lazerin istehsal etdiyi işıq sürətinin keyfiyyəti, hazırda istifadə etdiyimiz lazer diodunun istehsal etdiyi lazerdən əsaslı şəkildə fərqlənir. Yalnız bir neçə nanosaniyə davam edən bu sıx işıq emissiyası, insanların holografik portretləri kimi asanlıqla hərəkət edən obyektləri çəkmək üçün çox əlverişlidir. İlk lazer portreti 1967 -ci ildə dünyaya gəlmişdir. Yaqut lazerləri bahalı yaqut tələb edir və yalnız qısa işıq pulsları istehsal edə bilir.

He-Ne lazeri: 1960-cı ildə elm adamları Ali Cavan, William R. Brennet Jr. və Donald Herriot He-Ne lazerini hazırladılar. Bu ilk qaz lazeridir. Bu tip lazer, holoqrafik fotoqraflar tərəfindən tez -tez istifadə olunur. İki üstünlük: 1. Davamlı lazer çıxışı istehsal edin; 2. İşıqlandırma üçün flaş lampaya ehtiyac yoxdur, ancaq elektrik həyəcan qazından istifadə edin.

Lazer diyotu: Lazer diodu ən çox istifadə olunan lazerlərdən biridir. İşıq yaymaq üçün diodun PN qovşağının hər iki tərəfindəki elektronların və deliklərin kortəbii rekombinasiya fenomeninə spontan emissiya deyilir. Kortəbii şüalanma nəticəsində yaranan foton yarıkeçiricidən keçəndə, yayılan elektron-deşik cütlüyünün yaxınlığından keçdikdə, ikisini yenidən bir araya gətirməyə və yeni fotonlar əmələ gətirə bilər. Bu foton həyəcanlı daşıyıcıları yenidən bir araya gətirməyə və yeni fotonlar yaymağa vadar edir. Bu fenomenə stimullaşdırılmış emissiya deyilir.

Enjekte edilmiş cərəyan kifayət qədər böyük olarsa, termal tarazlıq vəziyyətinin əksinə olan daşıyıcı paylanması, yəni əhali inversiyası meydana gələcək. Aktiv təbəqədəki daşıyıcılar çox sayda inversiyada olduqda, az miqdarda spontan şüalanma, rezonans boşluğun iki ucunun əks əks olunması səbəbindən induksiyalı radiasiya əmələ gətirir və nəticədə tezlik seçici rezonanslı müsbət rəy verir və ya müəyyən tezlik. Qazanma udma itkisindən çox olduqda, PN qovşağından yaxşı spektral xətləri olan lazer işığı olan əlaqəli bir işıq yayıla bilər. Lazer diodunun ixtirası lazer tətbiqlərinin sürətlə populyarlaşmasına imkan verir. Müxtəlif növ məlumat tarama, optik fiber rabitə, lazer diapazonu, lidar, lazer diskləri, lazer göstəriciləri, supermarket kolleksiyaları və s., Daim inkişaf etdirilir və populyarlaşır.