Լազերը մարդկության կարևոր գյուտերից է, որը հայտնի է որպես «ամենապայծառ լույս»: Առօրյա կյանքում մենք հաճախ կարող ենք տեսնել լազերային տարբեր կիրառություններ, ինչպիսիք են լազերային գեղեցկությունը, լազերային եռակցումը, լազերային մոծակների սպանիչները և այլն: Այսօր եկեք մանրամասն պատկերացնենք լազերների և դրանց սերնդի հիմքում ընկած սկզբունքները:
Ի՞նչ է լազերը:
Լազերը լույսի աղբյուր է, որն օգտագործում է լազեր՝ լույսի հատուկ ճառագայթ առաջացնելու համար: Լազերը առաջացնում է լազինգային լույս՝ նյութի մեջ արտաքին լույսի աղբյուրից կամ էներգիայի աղբյուրից էներգիա ներմուծելով գրգռված ճառագայթման գործընթացի միջոցով:
Լազերը օպտիկական սարք է, որը կազմված է ակտիվ միջավայրից (օրինակ՝ գազ, պինդ կամ հեղուկ), որը կարող է ուժեղացնել լույսը և օպտիկական ռեֆլեկտորը։ Լազերի ակտիվ միջավայրը սովորաբար ընտրված և մշակված նյութ է, և դրա բնութագրիչները որոշում են լազերի ելքային ալիքի երկարությունը:
Լազերների կողմից առաջացած լույսն ունի մի քանի եզակի բնութագրեր.
Նախ, լազերները մոնոխրոմատիկ լույս են շատ խիստ հաճախականություններով և ալիքի երկարություններով, որոնք կարող են բավարարել որոշ հատուկ օպտիկական կարիքներ:
Երկրորդը, լազերը համահունչ լույս է, և լույսի ալիքների փուլը շատ հետևողական է, ինչը կարող է պահպանել համեմատաբար կայուն լույսի ինտենսիվությունը երկար հեռավորությունների վրա:
Երրորդ, լազերները խիստ ուղղորդված լույս են՝ շատ նեղ ճառագայթներով և գերազանց կենտրոնացումով, որը կարող է օգտագործվել տարածական բարձր լուծաչափության հասնելու համար:
Լազերը լույսի աղբյուր է
Լազերային գեներացիայի սկզբունքը
Լազերի արտադրությունը ներառում է երեք հիմնական ֆիզիկական գործընթաց՝ խթանված ճառագայթում, ինքնաբուխ արտանետում և խթանված կլանում:
Sխթանված ճառագայթում
Խթանված ճառագայթումը լազերային արտադրության բանալին է: Երբ էներգիայի բարձր մակարդակի վրա գտնվող էլեկտրոնը գրգռվում է մեկ այլ ֆոտոնով, այն արձակում է նույն էներգիայով, հաճախականությամբ, փուլով, բևեռացման վիճակով և այդ ֆոտոնի ուղղությամբ տարածման ուղղությամբ: Այս գործընթացը կոչվում է խթանված ճառագայթում: Այսինքն՝ ֆոտոնը կարող է «կլոնավորել» նույնական ֆոտոնը գրգռված ճառագայթման գործընթացով՝ դրանով իսկ հասնելով լույսի ուժեղացման։
Sինքնաբուխ արտանետում
Երբ ատոմի, իոնի կամ մոլեկուլի էլեկտրոնը բարձր էներգիայի մակարդակից անցնում է ցածր էներգիայի մակարդակի, այն արձակում է որոշակի քանակությամբ էներգիայի ֆոտոններ, ինչը կոչվում է ինքնաբուխ արտանետում։ Այդպիսի ֆոտոնների արտանետումը պատահական է, և արտանետվող ֆոտոնների միջև կապ չկա, ինչը նշանակում է, որ դրանց փուլը, բևեռացման վիճակը և տարածման ուղղությունը պատահական են:
Sխթանված կլանումը
Երբ ցածր էներգիայի մակարդակով էլեկտրոնը կլանում է իր էներգիայի մակարդակի տարբերությամբ ֆոտոնը, այն կարող է գրգռվել մինչև բարձր էներգիայի մակարդակ: Այս գործընթացը կոչվում է խթանված կլանում:
Լազերներում երկու զուգահեռ հայելիներից կազմված ռեզոնանսային խոռոչը սովորաբար օգտագործվում է խթանված ճառագայթման գործընթացն ուժեղացնելու համար: Մի հայելին ընդհանուր արտացոլման հայելի է, իսկ մյուս հայելին կիսաարտացոլող հայելի է, որը կարող է թույլ տալ լազերի մի մասի միջով անցնել:
Լազերային միջավայրում գտնվող ֆոտոններն արտացոլվում են ետ ու առաջ երկու հայելիների միջև, և յուրաքանչյուր արտացոլումը առաջացնում է ավելի շատ ֆոտոններ գրգռված ճառագայթման գործընթացի միջոցով, դրանով իսկ հասնելով լույսի ուժեղացման: Երբ լույսի ինտենսիվությունը որոշակի չափով մեծանում է, լազերը առաջանում է կիսաարտացոլող հայելու միջոցով:
Հրապարակման ժամանակը՝ Dec-07-2023
