Laser är en av de viktiga uppfinningarna av mänskligheten, känd som det "ljusaste ljuset". I det dagliga livet kan vi ofta se olika laserapplikationer, som laserskönhet, lasersvetsning, lasermyggdödare och så vidare. Idag, låt oss ha en detaljerad förståelse för lasrar och principerna bakom deras generation.
Vad är en laser?
Laser är en ljuskälla som använder en laser för att generera en speciell ljusstråle. En laser genererar att lasera ljus genom att mata in energi från en extern ljuskälla eller kraftkälla i materialet genom processen med stimulerad strålning.
En laser är en optisk anordning som består av ett aktivt medium (såsom gas, fast eller vätska) som kan förstärka ljus och en optisk reflektor. Det aktiva mediet i en laser är vanligtvis ett utvalt och bearbetat material, och dess egenskaper bestämmer utgångsvåglängden för lasern.
Ljuset som genereras av lasrar har flera unika egenskaper:
För det första är lasrar monokromatiska ljus med mycket strikta frekvenser och våglängder, som kan tillgodose några speciella optiska behov.
För det andra är laser sammanhängande ljus, och fasen av ljusvågor är mycket konsekvent, vilket kan upprätthålla relativt stabil ljusintensitet över långa avstånd.
För det tredje är lasrar mycket riktningsljus med mycket smala balkar och utmärkt fokusering, som kan användas för att uppnå hög rumslig upplösning.
Laser är en ljuskälla
Principen om lasergenerering
Genereringen av laser involverar tre grundläggande fysiska processer: stimulerad strålning, spontan emission och stimulerad absorption.
STimulerad strålning
Stimulerad strålning är nyckeln till lasergenerering. När en elektron på en hög energinivå är upphetsad av en annan foton, avger den en foton med samma energi, frekvens, fas, polarisationstillstånd och förökningsriktning i riktning för den fotonen. Denna process kallas stimulerad strålning. Det vill säga, en foton kan "klona" en identisk foton genom processen med stimulerad strålning och därmed uppnå amplifiering av ljus.
Spontan utsläpp
När en atom-, jon- eller molekyls elektronövergångar från en hög energinivå till en låg energinivå släpper den fotoner av en viss mängd energi, som kallas spontan emission. Utsläppet av sådana fotoner är slumpmässigt, och det finns ingen sammanhållning mellan de utsända fotonerna, vilket innebär att deras fas, polarisationstillstånd och förökningsriktning alla är slumpmässiga.
STimulerad absorption
När en elektron på en låg energinivå absorberar en foton med en energinivåskillnad lika med sin egen, kan den vara upphetsad till en hög energinivå. Denna process kallas stimulerad absorption.
Hos lasrar används vanligtvis en resonanshålighet som består av två parallella speglar för att förbättra den stimulerade strålningsprocessen. En spegel är en total reflektionsspegel, och den andra spegeln är en halvreflektionsspegel, som kan tillåta en del av lasern att passera igenom.
Fotonerna i lasermediet reflekterar fram och tillbaka mellan två speglar, och varje reflektion producerar fler fotoner genom den stimulerade strålningsprocessen och därigenom uppnår amplifiering av ljus. När ljusets intensitet ökar i viss utsträckning genereras laser genom en semi -reflekterande spegel.
Posttid: dec-07-2023
