A lézer az emberiség egyik fontos találmánya, az úgynevezett „legfényesebb fény”. A mindennapi életben gyakran különféle lézeres alkalmazásokat láthatunk, például lézer szépség, lézerhegesztés, lézer szúnyoggyilkosok stb. Ma részletesen megértsük a lézereket és a generáció mögött rejlő alapelveket.
Mi az a lézer?
A lézer egy olyan fényforrás, amely lézert használ egy speciális fénysugár előállításához. A lézer a stimulált sugárzás folyamatán keresztül generálja a lasing fényt azáltal, hogy egy külső fényforrásból vagy energiaforrásból származik az anyagból.
A lézer egy optikai eszköz, amely aktív tápközegből (például gáz, szilárd vagy folyadék) áll, amely képes erősíteni a fényt és egy optikai reflektorot. A lézer aktív közege általában kiválasztott és feldolgozott anyag, és jellemzői meghatározzák a lézer kimeneti hullámhosszát.
A lézerek által generált fénynek számos egyedi tulajdonsága van:
Először is, a lézerek monokróm fényűek, nagyon szigorú frekvenciákkal és hullámhosszokkal, amelyek megfelelnek néhány speciális optikai igénynek.
Másodszor, a lézer koherens fény, és a fényhullámok fázisa nagyon következetes, amely nagy távolságokon viszonylag stabil fényintenzitást képes fenntartani.
Harmadszor, a lézerek nagyon irányított fények, nagyon keskeny gerendákkal és kiváló fókuszálással, amelyek felhasználhatók a nagy térbeli felbontás elérésére.
A lézer egy fényforrás
A lézergenerálás elve
A lézer előállítása három alapvető fizikai folyamatot foglal magában: stimulált sugárzást, spontán emissziót és stimulált abszorpciót.
Sidőzített sugárzás
A stimulált sugárzás a lézergenerálás kulcsa. Ha egy nagy energiaszinten lévő elektron izgatja egy másik foton, akkor ugyanazzal az energiával, frekvenciával, fázissal, polarizációs állapotban és terjedési irányban bocsát ki egy fotont a foton irányába. Ezt a folyamatot stimulált sugárzásnak nevezzük. Vagyis a foton „klónozhat” egy azonos fotont a stimulált sugárzás folyamatán keresztül, ezáltal elérve a fény amplifikációját.
Spontos emisszió
Amikor egy atom, ion vagy molekula elektronja a nagy energiaszintről alacsony energiaszintre vált, akkor egy bizonyos mennyiségű fotonot szabadít fel, amelyet spontán emissziónak neveznek. Az ilyen fotonok kibocsátása véletlenszerű, és a kibocsátott fotonok között nincs koherencia, ami azt jelenti, hogy a fázis, a polarizációs állapot és a terjedési irányuk véletlenszerű.
Skomoly abszorpció
Ha egy alacsony energiaszinten lévő elektron elnyel egy fotont, amelynek energiaszint -különbsége megegyezik a sajátjával, akkor nagy energiaszintre izgatható. Ezt a folyamatot stimulált abszorpciónak nevezzük.
A lézerekben általában két párhuzamos tükrből álló rezonáns üreget használnak a stimulált sugárzási folyamat fokozására. Az egyik tükör egy teljes reflexiós tükör, a másik tükör egy félig reflexiós tükör, amely lehetővé teszi a lézer egy részének áthaladását.
A lézer közepes fotonok oda -vissza tükrözik a két tükrök között, és mindegyik reflexió több fotont termel a stimulált sugárzási folyamat révén, ezáltal elérve a fény amplifikációját. Amikor a fény intenzitása bizonyos mértékben növekszik, a lézert egy félig tükröző tükörön keresztül generálják.
A postai idő: december-07-2023
