რა არის ლაზერი? ლაზერული თაობის პრინციპი

ლაზერი კაცობრიობის ერთ - ერთი მნიშვნელოვანი გამოგონებაა, რომელიც ცნობილია როგორც "ყველაზე ნათელი შუქი". ყოველდღიურ ცხოვრებაში, ჩვენ ხშირად შეგვიძლია ვნახოთ სხვადასხვა ლაზერული პროგრამები, როგორიცაა ლაზერული სილამაზე, ლაზერული შედუღება, ლაზერული კოღოების მკვლელები და ა.შ. დღეს, მოდით, დეტალურად განვიხილოთ ლაზერების და მათი თაობის პრინციპების შესახებ.

რა არის ლაზერი?

ლაზერი არის მსუბუქი წყარო, რომელიც იყენებს ლაზერს, რომ შექმნან სინათლის სპეციალური სხივი. ლაზერი წარმოქმნის ლაზურ შუქს გარე შუქის წყაროდან ან ენერგიის წყაროდან ენერგიის შეყვანის გზით მასალაში, სტიმულირებული გამოსხივების პროცესში.

ლაზერი არის ოპტიკური მოწყობილობა, რომელიც შედგება აქტიური საშუალებისგან (მაგალითად, გაზი, მყარი ან თხევადი), რომელსაც შეუძლია გააძლიეროს სინათლე და ოპტიკური რეფლექტორი. ლაზერში აქტიური საშუალო საშუალება ჩვეულებრივ არის შერჩეული და დამუშავებული მასალა, ხოლო მისი მახასიათებლები განსაზღვრავს ლაზერის გამომავალი ტალღის სიგრძეს.

ლაზერების მიერ წარმოქმნილ შუქს აქვს რამდენიმე უნიკალური მახასიათებელი:

პირველ რიგში, ლაზერები მონოქრომატული შუქია ძალიან მკაცრი სიხშირით და ტალღების სიგრძით, რომელსაც შეუძლია დააკმაყოფილოს განსაკუთრებული ოპტიკური საჭიროებები.

მეორეც, ლაზერი არის თანმიმდევრული შუქი, ხოლო მსუბუქი ტალღების ფაზა ძალიან თანმიმდევრულია, რომელსაც შეუძლია შეინარჩუნოს შედარებით სტაბილური სინათლის ინტენსივობა გრძელი დისტანციებზე.

მესამე, ლაზერები არის ძალიან მიმართულებითი შუქი ძალიან ვიწრო სხივებით და შესანიშნავი ფოკუსირებით, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია მაღალი სივრცითი რეზოლუციის მისაღწევად.

ლაზერი მსუბუქი წყაროა

ლაზერული თაობის პრინციპი

ლაზერის წარმოქმნა მოიცავს სამ ძირითად ფიზიკურ პროცესს: სტიმულირებული გამოსხივება, სპონტანური ემისია და სტიმულირებული შეწოვა.

Sდროული გამოსხივება

სტიმულირებული გამოსხივება არის ლაზერული წარმოების გასაღები. როდესაც მაღალი ენერგიის დონეზე ელექტრონი აღფრთოვანებულია სხვა ფოტონით, იგი ასხივებს ფოტონს იგივე ენერგიით, სიხშირით, ფაზით, პოლარიზაციის მდგომარეობით და გამრავლების მიმართულებით, ამ ფოტონის მიმართულებით. ამ პროცესს ეწოდება სტიმულირებული გამოსხივება. ანუ, ფოტონს შეუძლია იდენტური ფოტონის „კლონირება“ სტიმულირებული გამოსხივების პროცესის საშუალებით, რითაც მიაღწევს შუქის გამაძლიერებელს.

Sპონტაჟური ემისია

როდესაც ატომის, იონის, ან მოლეკულის ელექტრონული გადასვლა მაღალი ენერგიის დონიდან დაბალ ენერგეტიკულ დონეზე, იგი ათავისუფლებს გარკვეული ენერგიის ფოტონებს, რომელსაც სპონტანური ემისია ეწოდება. ასეთი ფოტონების გამოსხივება შემთხვევითი ხდება და არ არსებობს თანხვედრა ასხივებულ ფოტონებს შორის, რაც ნიშნავს, რომ მათი ფაზა, პოლარიზაციის მდგომარეობა და გამრავლების მიმართულება ყველა შემთხვევითია.

Sდროული შეწოვა

როდესაც ელექტრონი დაბალი ენერგიის დონეზე შთანთქავს ფოტონს ენერგიის დონის განსხვავებით, რომელიც ტოლია საკუთარი, ის შეიძლება აღფრთოვანებული იყოს მაღალი ენერგიის დონით. ამ პროცესს ეწოდება სტიმულირებული შეწოვა.

ლაზერებში, რეზონანსული ღრუს, რომელიც შედგება ორი პარალელური სარკისგან, ჩვეულებრივ გამოიყენება სტიმულირებული გამოსხივების პროცესის გასაუმჯობესებლად. ერთი სარკე არის მთლიანი ასახვის სარკე, ხოლო მეორე სარკე არის ნახევრად ასახვის სარკე, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელია ლაზერის ნაწილის გავლა.

ლაზერული საშუალების ფოტონები ასახავს უკან და მეოთხე ორ სარკეს შორის და თითოეული ასახვა აწარმოებს მეტ ფოტონს სტიმულირებული გამოსხივების პროცესის მეშვეობით, რითაც მიაღწევს შუქის გამაძლიერებელს. როდესაც სინათლის ინტენსივობა გარკვეულწილად იზრდება, ლაზერი წარმოიქმნება ნახევრად ამრეკლავი სარკის საშუალებით.