Laser ni Nini? Kanuni ya Kizazi cha Laser

Laser ni moja ya uvumbuzi muhimu wa ubinadamu, unaojulikana kama "mwanga mkali zaidi". Katika maisha ya kila siku, mara nyingi tunaweza kuona matumizi mbalimbali ya leza, kama vile urembo wa leza, kulehemu leza, wauaji wa mbu wa leza, na kadhalika. Leo, hebu tuwe na ufahamu wa kina wa lasers na kanuni nyuma ya kizazi chao.

Laser ni nini?

Laser ni chanzo cha mwanga kinachotumia laser kuzalisha mwanga maalum wa mwanga. Laser huzalisha mwanga wa kudumu kwa kuingiza nishati kutoka kwa chanzo cha mwanga cha nje au chanzo cha nguvu hadi kwenye nyenzo kupitia mchakato wa mionzi iliyochochewa.

Leza ni kifaa cha macho kinachoundwa na kati amilifu (kama vile gesi, dhabiti au kioevu) ambacho kinaweza kukuza mwanga na kiakisi cha macho. Kati ya kazi katika laser kawaida ni nyenzo iliyochaguliwa na kusindika, na sifa zake huamua urefu wa pato la laser.

Nuru inayotokana na lasers ina sifa kadhaa za kipekee:

Kwanza, leza ni nuru ya monokromatiki yenye masafa madhubuti sana na urefu wa mawimbi, ambayo inaweza kukidhi mahitaji fulani maalum ya macho.

Pili, laser ni mwanga thabiti, na awamu ya mawimbi ya mwanga ni thabiti sana, ambayo inaweza kudumisha mwangaza wa mwanga kwa umbali mrefu.

Tatu, leza ni mwanga unaoelekeza sana na mihimili nyembamba sana na uzingatiaji bora, ambao unaweza kutumika kufikia azimio la juu la anga.

Laser ni chanzo cha mwanga

Kanuni ya kizazi cha laser

Uzalishaji wa leza huhusisha michakato mitatu ya kimsingi ya kimwili: mionzi iliyochochewa, utoaji wa papo hapo, na ufyonzwaji uliochochewa.

Smionzi ya timulated

Mionzi iliyochochewa ni ufunguo wa kizazi cha laser. Elektroni iliyo katika kiwango cha juu cha nishati inaposisimka na fotoni nyingine, hutoa fotoni yenye nishati sawa, mzunguko, awamu, hali ya ubaguzi, na mwelekeo wa uenezi kuelekea fotoni hiyo. Utaratibu huu unaitwa mionzi iliyochochewa. Hiyo ni kusema, photon inaweza "kuunganisha" photon inayofanana kupitia mchakato wa mionzi iliyochochewa, na hivyo kufikia amplification ya mwanga.

Sutoaji wa pontaneous

Wakati mpito wa atomu, ayoni, au molekuli inapobadilika kutoka kiwango cha juu cha nishati hadi kiwango cha chini cha nishati, hutoa fotoni za kiasi fulani cha nishati, ambacho huitwa utoaji wa moja kwa moja. Utoaji wa fotoni kama hizo ni wa nasibu, na hakuna mshikamano kati ya fotoni zinazotolewa, ambayo inamaanisha awamu yao, hali ya ubaguzi, na mwelekeo wa uenezi wote ni wa nasibu.

Skunyonya kwa timulated

Wakati elektroni katika kiwango cha chini cha nishati inachukua photon na tofauti ya kiwango cha nishati sawa na yake mwenyewe, inaweza kusisimua kwa kiwango cha juu cha nishati. Utaratibu huu unaitwa unyonyaji uliochochewa.

Katika lasers, cavity resonant inayojumuisha vioo viwili sambamba kawaida hutumiwa kuimarisha mchakato wa mionzi iliyochochewa. Kioo kimoja ni kioo cha kutafakari jumla, na kioo kingine ni kioo cha kutafakari nusu, ambacho kinaweza kuruhusu sehemu ya laser kupita.

Fotoni katika kati ya leza huakisi na kurudi kati ya vioo viwili, na kila kiakisi hutokeza fotoni zaidi kupitia mchakato wa mionzi iliyochochewa, na hivyo kupata ukuzaji wa mwanga. Wakati ukubwa wa mwanga huongezeka kwa kiasi fulani, laser hutolewa kupitia kioo cha kutafakari nusu.