Лазер - адамзаттың маңызды өнертабыстарының бірі, ол «ең жарық жарық» деп аталады. Күнделікті өмірде біз лазерлік сұлулық, лазерлік дәнекерлеу, лазерлік масаларды өлтіру және т.б. сияқты әртүрлі лазерлік қолданбаларды жиі көре аламыз. Бүгін лазерлер мен олардың жасалу принциптерін егжей-тегжейлі түсінейік.
Лазер дегеніміз не?
Лазер - арнайы жарық сәулесін жасау үшін лазерді пайдаланатын жарық көзі. Лазер сыртқы жарық көзінен немесе қуат көзінен ынталандырылған сәулелену процесі арқылы материалға энергия енгізу арқылы лазерлік жарық шығарады.
Лазер - жарықты күшейте алатын белсенді ортадан (мысалы, газ, қатты немесе сұйық) және оптикалық шағылыстырғыштан тұратын оптикалық құрылғы. Лазердегі белсенді орта әдетте таңдалған және өңделген материал болып табылады және оның сипаттамалары лазердің шығыс толқын ұзындығын анықтайды.
Лазер сәулелері шығаратын жарықтың бірнеше ерекше қасиеттері бар:
Біріншіден, лазерлер - өте қатаң жиіліктер мен толқын ұзындықтары бар монохроматикалық жарық, олар кейбір арнайы оптикалық қажеттіліктерді қанағаттандыра алады.
Екіншіден, лазер когерентті жарық болып табылады, ал жарық толқындарының фазасы өте тұрақты, бұл ұзақ қашықтықта салыстырмалы түрде тұрақты жарық қарқындылығын сақтай алады.
Үшіншіден, лазерлер өте тар сәулелері және тамаша фокустауы бар жоғары бағытталған жарық болып табылады, оны жоғары кеңістіктік ажыратымдылыққа қол жеткізу үшін пайдалануға болады.
Лазер – жарық көзі
Лазерлік генерация принципі
Лазерді генерациялау үш негізгі физикалық процесті қамтиды: ынталандырылған сәулелену, өздігінен шығарылу және ынталандырылған жұтылу.
Sынталандырылған сәулелену
Стимулданған сәулелену лазер генерациясының кілті болып табылады. Жоғары энергия деңгейіндегі электрон басқа фотонмен қоздырылған кезде, ол сол фотон бағытында бірдей энергияға, жиілікке, фазаға, поляризация күйіне және таралу бағытына ие фотон шығарады. Бұл процесс стимуляцияланған сәулелену деп аталады. Яғни, фотон стимуляцияланған сәулелену процесі арқылы бірдей фотонды «клондай» алады, осылайша жарықтың күшеюіне қол жеткізеді.
Sөздігінен пайда болатын шығарындылар
Атомның, ионның немесе молекуланың электроны жоғары энергия деңгейінен төмен энергия деңгейіне ауысқанда, ол белгілі бір мөлшердегі энергияның фотондарын шығарады, бұл өздігінен шығарылу деп аталады. Мұндай фотондардың шығарылуы кездейсоқ болады және шығарылған фотондар арасында когеренттік болмайды, бұл олардың фазасы, поляризация күйі және таралу бағыты кездейсоқ екенін білдіреді.
Sынталандырылған сіңіру
Төмен энергия деңгейіндегі электрон өзінің энергия деңгейіне тең энергия деңгейі айырмашылығы бар фотонды жұтқанда, ол жоғары энергия деңгейіне дейін қоздырылуы мүмкін. Бұл процесс ынталандырылған жұтылу деп аталады.
Лазерлерде әдетте ынталандырылған сәулелену процесін күшейту үшін екі параллель айнадан тұратын резонанстық қуыс қолданылады. Бір айна толық шағылысу айнасы, ал екінші айна жартылай шағылысу айнасы болып табылады, ол лазердің бір бөлігін өткізе алады.
Лазерлік ортадағы фотондар екі айна арасында алға-артқа шағылысады, және әрбір шағылысу ынталандырылған сәулелену процесі арқылы көбірек фотондар шығарады, осылайша жарықтың күшеюіне қол жеткізіледі. Жарықтың қарқындылығы белгілі бір дәрежеде артқанда, лазер жартылай шағылыстырғыш айна арқылы пайда болады.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 7 желтоқсан
