Beth yw laser? Egwyddor cynhyrchu laser

Laser yw un o ddyfeisiau pwysig dynoliaeth, a elwir y “golau disgleiriaf”. Ym mywyd beunyddiol, gallwn yn aml weld amrywiol gymwysiadau laser, fel harddwch laser, weldio laser, lladdwyr mosgito laser, ac ati. Heddiw, gadewch i ni gael dealltwriaeth fanwl o laserau a'r egwyddorion y tu ôl i'w cenhedlaeth.

Beth yw laser?

Mae laser yn ffynhonnell golau sy'n defnyddio laser i gynhyrchu pelydr arbennig o olau. Mae laser yn cynhyrchu golau lasing trwy fewnbynnu egni o ffynhonnell golau allanol neu ffynhonnell bŵer i'r deunydd trwy'r broses o ymbelydredd wedi'i ysgogi.

Mae laser yn ddyfais optegol sy'n cynnwys cyfrwng gweithredol (fel nwy, solid neu hylif) a all ymhelaethu ar olau a adlewyrchydd optegol. Mae'r cyfrwng gweithredol mewn laser fel arfer yn ddeunydd a ddewiswyd a'i brosesu, ac mae ei nodweddion yn pennu tonfedd allbwn y laser.

Mae gan y golau a gynhyrchir gan laserau sawl nodwedd unigryw:

Yn gyntaf, mae laserau'n olau monocromatig gydag amleddau llym iawn a thonfeddi, a all ddiwallu rhai anghenion optegol arbennig.

Yn ail, mae laser yn olau cydlynol, ac mae cyfnod y tonnau golau yn gyson iawn, a all gynnal dwyster golau cymharol sefydlog dros bellteroedd hir.

Yn drydydd, mae laserau'n olau cyfeiriadol iawn gyda thrawstiau cul iawn a ffocws rhagorol, y gellir ei ddefnyddio i gyflawni datrysiad gofodol uchel.

Mae laser yn ffynhonnell golau

Egwyddor cynhyrchu laser

Mae cynhyrchu laser yn cynnwys tair proses gorfforol sylfaenol: ymbelydredd wedi'i ysgogi, allyriadau digymell, ac amsugno wedi'i ysgogi.

Symbelydredd wedi'i amseru

Ymbelydredd wedi'i ysgogi yw'r allwedd i gynhyrchu laser. Pan fydd electron ar lefel egni uchel yn cael ei gyffroi gan ffoton arall, mae'n allyrru ffoton gyda'r un egni, amledd, cyfnod, cyflwr polareiddio, a chyfeiriad lluosogi i gyfeiriad y ffoton hwnnw. Gelwir y broses hon yn ymbelydredd ysgogol. Hynny yw, gall ffoton “glonio” ffoton union yr un fath trwy'r broses o ymbelydredd wedi'i ysgogi, a thrwy hynny sicrhau ymhelaethiad golau.

Sallyriadau pontaneous

Pan fydd atom, ïon, neu electron moleciwl yn trosglwyddo o lefel egni uchel i lefel egni isel, mae'n rhyddhau ffotonau o rywfaint o egni, a elwir yn allyriadau digymell. Mae allyriad ffotonau o'r fath ar hap, ac nid oes cydlyniad rhwng y ffotonau a allyrrir, sy'n golygu bod eu cyfnod, eu cyflwr polareiddio, a'u cyfeiriad lluosogi i gyd ar hap.

Samsugno wedi'i amseru

Pan fydd electron ar lefel egni isel yn amsugno ffoton â gwahaniaeth lefel egni sy'n hafal i'w un ei hun, gellir ei gyffroi i lefel egni uchel. Gelwir y broses hon yn amsugno ysgogol.

Mewn laserau, defnyddir ceudod soniarus sy'n cynnwys dau ddrych cyfochrog fel arfer i wella'r broses ymbelydredd ysgogol. Mae un drych yn ddrych adlewyrchu llwyr, ac mae'r drych arall yn ddrych lled -adlewyrchu, a all ganiatáu i gyfran o'r laser basio trwyddo.

Mae'r ffotonau yn y cyfrwng laser yn adlewyrchu yn ôl ac ymlaen rhwng dau ddrych, ac mae pob adlewyrchiad yn cynhyrchu mwy o ffotonau trwy'r broses ymbelydredd ysgogol, a thrwy hynny sicrhau ymhelaethiad golau. Pan fydd dwyster y golau yn cynyddu i raddau, cynhyrchir laser trwy ddrych lled -adlewyrchu.