Լազերը մարդկության կարևոր գյուտերից մեկն է, որը հայտնի է որպես «ամենապայծառ լույս»։ Առօրյա կյանքում մենք հաճախ կարող ենք տեսնել լազերի տարբեր կիրառություններ, ինչպիսիք են լազերային գեղեցկությունը, լազերային եռակցումը, լազերային մոծակների դեմ պայքարը և այլն։ Այսօր եկեք մանրամասնորեն հասկանանք լազերները և դրանց ստեղծման սկզբունքները։
Ի՞նչ է լազերը։
Լազերը լույսի աղբյուր է, որն օգտագործում է լազեր՝ լույսի հատուկ փունջ ստեղծելու համար: Լազերը լազերային լույս է առաջացնում՝ խթանված ճառագայթման միջոցով արտաքին լույսի կամ էներգիայի աղբյուրից էներգիա ներմուծելով նյութի մեջ:
Լազերը օպտիկական սարք է, որը կազմված է լույսը ուժեղացնող ակտիվ միջավայրից (օրինակ՝ գազ, պինդ կամ հեղուկ), և օպտիկական անդրադարձիչից։ Լազերի ակտիվ միջավայրը սովորաբար ընտրված և մշակված նյութ է, և դրա բնութագրերը որոշում են լազերի ելքային ալիքի երկարությունը։
Լազերների կողմից առաջացած լույսը ունի մի շարք յուրահատուկ բնութագրեր.
Նախ, լազերները մոնոքրոմատիկ լույս են՝ շատ խիստ հաճախականություններով և ալիքի երկարություններով, որոնք կարող են բավարարել որոշ հատուկ օպտիկական կարիքներ։
Երկրորդ, լազերը կոհերենտ լույս է, և լույսի ալիքների փուլը շատ հետևողական է, ինչը կարող է պահպանել համեմատաբար կայուն լույսի ինտենսիվություն երկար հեռավորությունների վրա։
Երրորդ, լազերները բարձր ուղղորդված լույս են՝ շատ նեղ ճառագայթներով և գերազանց ֆոկուսավորմամբ, որոնք կարող են օգտագործվել բարձր տարածական լուծաչափի հասնելու համար։
Լազերը լույսի աղբյուր է
Լազերային արտադրության սկզբունքը
Լազերի առաջացումը ներառում է երեք հիմնական ֆիզիկական գործընթաց՝ խթանված ճառագայթում, ինքնաբուխ ճառագայթում և խթանված կլանում։
Sխթանված ճառագայթում
Խթանված ճառագայթումը լազերի առաջացման բանալին է: Երբ բարձր էներգիայի մակարդակի վրա գտնվող էլեկտրոնը գրգռվում է մեկ այլ ֆոտոնով, այն արձակում է նույն էներգիայով, հաճախականությամբ, փուլով, բևեռացման վիճակով և տարածման ուղղությամբ ֆոտոն այդ ֆոտոնի ուղղությամբ: Այս գործընթացը կոչվում է խթանված ճառագայթում: Այսինքն՝ ֆոտոնը կարող է «կլոնավորել» նույնական ֆոտոնը խթանված ճառագայթման գործընթացի միջոցով, այդպիսով հասնելով լույսի ուժեղացման:
Sինքնաբուխ արտանետում
Երբ ատոմի, իոնի կամ մոլեկուլի էլեկտրոնը բարձր էներգիայի մակարդակից անցնում է ցածր էներգիայի մակարդակի, այն անջատում է որոշակի քանակությամբ էներգիայի ֆոտոններ, որը կոչվում է ինքնաբուխ ճառագայթում: Նման ֆոտոնների ճառագայթումը պատահական է, և ճառագայթված ֆոտոնների միջև չկա կոհերենտություն, ինչը նշանակում է, որ դրանց փուլը, բևեռացման վիճակը և տարածման ուղղությունը բոլորը պատահական են:
Sխթանված կլանում
Երբ ցածր էներգիայի մակարդակի վրա գտնվող էլեկտրոնը կլանում է ֆոտոն, որի էներգիայի մակարդակի տարբերությունը հավասար է իր էներգիայի մակարդակին, այն կարող է գրգռվել մինչև բարձր էներգիայի մակարդակ։ Այս գործընթացը կոչվում է խթանված կլանում։
Լազերներում խթանված ճառագայթման գործընթացը ուժեղացնելու համար սովորաբար օգտագործվում է երկու զուգահեռ հայելիներից կազմված ռեզոնանսային խոռոչ։ Մեկ հայելին լրիվ անդրադարձման հայելի է, իսկ մյուսը՝ կիսանդրու անդրադարձման հայելի, որի միջով կարող է անցնել լազերի մի մասը։
Լազերային միջավայրում գտնվող ֆոտոնները անդրադարձվում են երկու հայելիների միջև, և յուրաքանչյուր անդրադարձում խթանված ճառագայթման միջոցով առաջացնում է ավելի շատ ֆոտոններ, այդպիսով հասնելով լույսի ուժեղացմանը։ Երբ լույսի ինտենսիվությունը որոշակի չափով մեծանում է, լազերը առաջանում է կիսանդրադարձնող հայելու միջոցով։
Հրապարակման ժամանակը. Դեկտեմբերի 07-2023
