Beth Yw Laser? Egwyddor Cynhyrchu Laser

Mae laser yn un o ddyfeisiadau pwysicaf dynoliaeth, a elwir yn "golau mwyaf disglair". Ym mywyd beunyddiol, gallwn yn aml weld amrywiol gymwysiadau laser, megis harddwch laser, weldio laser, lladdwyr mosgito laser, ac yn y blaen. Heddiw, gadewch i ni gael dealltwriaeth fanwl o laserau a'r egwyddorion y tu ôl i'w cynhyrchu.

Beth yw laser?

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

Dyfais optegol yw laser sy'n cynnwys cyfrwng gweithredol (megis nwy, solid, neu hylif) a all ymhelaethu golau ac adlewyrchydd optegol. Fel arfer, y cyfrwng gweithredol mewn laser yw deunydd a ddewiswyd ac a broseswyd, 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 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 ffocysu rhagorol, y gellir eu defnyddio i gyflawni datrysiad gofodol uchel.

Mae laser yn ffynhonnell golau

Egwyddor cynhyrchu laser

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

Symbelydredd wedi'i ysgogi

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

Sallyriad spontan

Pan fydd electron atom, ïon, neu foleciwl yn trawsnewid o lefel ynni uchel i lefel ynni isel, mae'n rhyddhau ffotonau o swm penodol o ynni, a elwir yn allyriad digymell. Mae allyriad ffotonau o'r fath yn ar hap, ac nid oes unrhyw gydlyniant rhwng y ffotonau a allyrrir, sy'n golygu bod eu cyfnod, eu cyflwr polareiddio, a'u cyfeiriad lledaenu i gyd yn ar hap.

Samsugno wedi'i ysgogi

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

Mewn laserau, defnyddir ceudod atseiniol sy'n cynnwys dau ddrych cyfochrog fel arfer i wella'r broses ymbelydredd ysgogol. Mae un drych yn ddrych adlewyrchiad cyflawn, a'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 wedi'i ysgogi, gan gyflawni mwyhad golau. Pan fydd dwyster y golau yn cynyddu i ryw raddau, cynhyrchir laser trwy ddrych lled-adlewyrchol.