Ano ang isang laser? Ang prinsipyo ng henerasyon ng laser

Ang laser ay isa sa mga mahahalagang imbensyon ng sangkatauhan, na kilala bilang "maliwanag na ilaw". Sa pang -araw -araw na buhay, madalas nating makita ang iba't ibang mga aplikasyon ng laser, tulad ng laser beauty, laser welding, laser mosquito killer, at iba pa. Ngayon, magkaroon tayo ng detalyadong pag -unawa sa mga laser at mga prinsipyo sa likod ng kanilang henerasyon.

Ano ang isang laser?

Ang laser ay isang ilaw na mapagkukunan na gumagamit ng isang laser upang makabuo ng isang espesyal na sinag ng ilaw. Ang isang laser ay bumubuo ng ilaw ng ilaw sa pamamagitan ng pag -input ng enerhiya mula sa isang panlabas na ilaw na mapagkukunan o mapagkukunan ng kuryente sa materyal sa pamamagitan ng proseso ng stimulated radiation.

Ang isang laser ay isang optical na aparato na binubuo ng isang aktibong daluyan (tulad ng gas, solid, o likido) na maaaring palakasin ang ilaw at isang optical reflector. Ang aktibong daluyan sa isang laser ay karaniwang isang napili at naproseso na materyal, at ang mga katangian nito ay matukoy ang haba ng haba ng haba ng laser.

Ang ilaw na nabuo ng mga laser ay may maraming mga natatanging katangian:

Una, ang mga laser ay monochromatic light na may mahigpit na mga frequency at haba ng haba, na maaaring matugunan ang ilang mga espesyal na optical na pangangailangan.

Pangalawa, ang laser ay magkakaugnay na ilaw, at ang yugto ng mga light waves ay napaka -pare -pareho, na maaaring mapanatili ang medyo matatag na intensity ng ilaw sa mga malalayong distansya.

Pangatlo, ang mga laser ay lubos na direksyon ng ilaw na may makitid na mga beam at mahusay na pagtuon, na maaaring magamit upang makamit ang mataas na resolusyon sa spatial.

Ang laser ay isang ilaw na mapagkukunan

Ang prinsipyo ng henerasyon ng laser

Ang henerasyon ng laser ay nagsasangkot ng tatlong pangunahing pisikal na proseso: pinasigla na radiation, kusang paglabas, at pinasigla na pagsipsip.

STimulated Radiation

Ang stimulated radiation ay ang susi sa henerasyon ng laser. Kapag ang isang elektron sa isang mataas na antas ng enerhiya ay nasasabik ng isa pang photon, naglalabas ito ng isang photon na may parehong enerhiya, dalas, yugto, estado ng polariseysyon, at direksyon ng pagpapalaganap sa direksyon ng photon na iyon. Ang prosesong ito ay tinatawag na stimulated radiation. Ibig sabihin, ang isang photon ay maaaring "mag -clone" ng isang magkaparehong photon sa pamamagitan ng proseso ng stimulated radiation, sa gayon nakakamit ang pagpapalakas ng ilaw.

SPontaneous emission

Kapag ang isang paglilipat ng elektron ng atom, ion, o molekula mula sa isang mataas na antas ng enerhiya hanggang sa isang mababang antas ng enerhiya, pinakawalan nito ang mga photon ng isang tiyak na halaga ng enerhiya, na tinatawag na kusang paglabas. Ang paglabas ng naturang mga photon ay random, at walang pagkakaisa sa pagitan ng mga pinalabas na mga photon, na nangangahulugang ang kanilang yugto, estado ng polariseysyon, at direksyon ng pagpapalaganap ay random.

STimulated pagsipsip

Kapag ang isang elektron sa isang mababang antas ng enerhiya ay sumisipsip ng isang photon na may pagkakaiba sa antas ng enerhiya na katumbas ng sarili nito, maaari itong maging nasasabik sa isang mataas na antas ng enerhiya. Ang prosesong ito ay tinatawag na stimulated pagsipsip.

Sa mga laser, ang isang resonant na lukab na binubuo ng dalawang kahanay na salamin ay karaniwang ginagamit upang mapahusay ang stimulated na proseso ng radiation. Ang isang salamin ay isang kabuuang salamin ng pagmuni -muni, at ang iba pang salamin ay isang semi salamin na salamin, na maaaring payagan ang isang bahagi ng laser na dumaan.

Ang mga photon sa medium ng laser ay sumasalamin sa pagitan ng dalawang salamin, at ang bawat pagmuni -muni ay gumagawa ng mas maraming mga photon sa pamamagitan ng stimulated na proseso ng radiation, sa gayon nakakamit ang pagpapalakas ng ilaw. Kapag ang intensity ng ilaw ay tumataas sa isang tiyak na lawak, ang laser ay nabuo sa pamamagitan ng isang semi na sumasalamin sa salamin.