Beth Yw Laser? Yr Egwyddor o Gynhyrchu Laser

Mae laser yn un o ddyfeisiadau pwysig dynoliaeth, a elwir yn "golau mwyaf disglair". Mewn bywyd bob dydd, gallwn weld cymwysiadau laser amrywiol yn aml, megis 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 pelydryn arbennig o olau. Mae laser yn cynhyrchu golau laser trwy fewnbynnu egni o ffynhonnell golau allanol neu ffynhonnell pŵer i'r deunydd trwy'r broses o ymbelydredd ysgogol.

Dyfais optegol yw laser sy'n cynnwys cyfrwng gweithredol (fel nwy, solet, neu hylif) a all chwyddo golau ac adlewyrchydd optegol. Mae'r cyfrwng gweithredol mewn laser fel arfer yn ddeunydd dethol a phrosesu, 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 yn olau monocromatig gydag amleddau a thonfeddi llym iawn, 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 yn olau cyfeiriadol iawn gyda thrawstiau cul iawn a ffocws rhagorol, y gellir eu defnyddio i gyflawni datrysiad gofodol uchel.

Mae laser yn ffynhonnell golau

Yr egwyddor o gynhyrchu laser

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

Symbelydredd wedi'i ysgogi

Ymbelydredd ysgogol 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, amlder, 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 ysgogol, a thrwy hynny gyflawni ymhelaethu ar olau.

Sallyriadau pontaneous

Pan fydd atom, ïon, neu electron moleciwl yn trawsnewid o lefel egni uchel i lefel egni isel, mae'n rhyddhau ffotonau o swm penodol o egni, a elwir yn allyriadau digymell. Mae allyriad ffotonau o'r fath ar hap, ac nid oes unrhyw gydlyniad 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 ysgogi

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

Mewn laserau, mae ceudod soniarus sy'n cynnwys dau ddrych cyfochrog yn cael ei ddefnyddio fel arfer i wella'r broses ymbelydredd ysgogol. Mae un drych yn ddrych adlewyrchiad cyflawn, ac mae'r drych arall yn ddrych lled adlewyrchiad, a all ganiatáu i ran o'r laser basio drwodd.

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 gyflawni ymhelaethu ar olau. Pan fydd dwyster y golau yn cynyddu i raddau, cynhyrchir laser trwy ddrych lled-adlewyrchol.