Laser ni nini? Kanuni ya kizazi cha laser

Laser ni moja wapo ya uvumbuzi muhimu wa ubinadamu, unaojulikana kama "mwangaza mkali". Katika maisha ya kila siku, mara nyingi tunaweza kuona matumizi anuwai ya laser, kama vile uzuri wa laser, kulehemu laser, wauaji wa mbu wa laser, na kadhalika. Leo, wacha tuwe na uelewa wa kina wa lasers na kanuni nyuma ya kizazi chao.

Laser ni nini?

Laser ni chanzo nyepesi ambacho hutumia laser kutoa boriti maalum ya mwanga. Laser hutoa mwanga wa lasing kwa kuingiza nishati kutoka kwa chanzo cha taa ya nje au chanzo cha nguvu ndani ya nyenzo kupitia mchakato wa mionzi iliyochochewa.

Laser ni kifaa cha macho kinachojumuisha kati inayofanya kazi (kama gesi, ngumu, au kioevu) ambayo inaweza kukuza mwanga na kiakisi cha macho. Kati inayofanya kazi katika laser kawaida ni nyenzo iliyochaguliwa na kusindika, na sifa zake huamua wimbi la pato la laser.

Nuru inayotokana na lasers ina sifa kadhaa za kipekee:

Kwanza, lasers ni taa ya monochromatic na masafa madhubuti na mawimbi, ambayo inaweza kukidhi mahitaji maalum ya macho.

Pili, laser ni mwanga mzuri, na awamu ya mawimbi nyepesi ni thabiti sana, ambayo inaweza kudumisha kiwango cha mwanga thabiti juu ya umbali mrefu.

Tatu, lasers ni mwanga wa mwelekeo na mihimili nyembamba sana na umakini bora, ambayo inaweza kutumika kufikia azimio la juu la anga.

Laser ni chanzo nyepesi

Kanuni ya kizazi cha laser

Kizazi cha laser kinajumuisha michakato mitatu ya msingi ya mwili: mionzi iliyochochewa, uzalishaji wa hiari, na kunyonya.

Smionzi iliyowekwa wakati

Mionzi iliyochochewa ni ufunguo wa kizazi cha laser. Wakati elektroni katika kiwango cha juu cha nishati inafurahishwa na picha nyingine, hutoa picha na nishati sawa, frequency, awamu, hali ya polarization, na mwelekeo wa uenezi katika mwelekeo wa picha hiyo. Utaratibu huu unaitwa mionzi iliyochochewa. Hiyo ni kusema, picha inaweza "kuiga" picha inayofanana kupitia mchakato wa mionzi iliyochochewa, na hivyo kufikia ukuzaji wa nuru.

SUtoaji wa pontaneous

Wakati chembe, ion, au mabadiliko ya elektroni ya molekuli kutoka kiwango cha juu cha nishati hadi kiwango cha chini cha nishati, inatoa picha za kiwango fulani cha nishati, ambayo huitwa uzalishaji wa hiari. Uzalishaji wa picha kama hizo ni za nasibu, na hakuna mshikamano kati ya picha zilizotolewa, ambayo inamaanisha awamu yao, hali ya polarization, na mwelekeo wa uenezi wote ni nasibu.

Skunyonya kwa muda

Wakati elektroni katika kiwango cha chini cha nishati inachukua picha na tofauti ya kiwango cha nishati sawa na yake, inaweza kufurahi kwa kiwango cha juu cha nishati. Utaratibu huu unaitwa kunyonya.

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

Picha za kati za laser zinaonyesha nyuma na kati kati ya vioo viwili, na kila tafakari hutoa picha zaidi kupitia mchakato wa mionzi iliyochochewa, na hivyo kufikia ukuzaji wa taa. Wakati nguvu ya taa inapoongezeka kwa kiwango fulani, laser hutolewa kupitia kioo kinachoonyesha nusu.