Lazer nima? Lazer yaratish printsipi

Lazer insoniyatning muhim ixtirolaridan biri bo'lib, "eng yorqin nur" deb nomlanadi. Kundalik hayotda biz ko'pincha lazerli go'zallik, lazerli payvandlash, lazerli chivin qotillari va boshqalar kabi turli xil lazer ilovalarini ko'rishimiz mumkin. Bugun keling, lazerlar va ularni yaratish tamoyillari haqida batafsil ma'lumotga ega bo'laylik.

Lazer nima?

Lazer - bu maxsus yorug'lik nurini yaratish uchun lazerdan foydalanadigan yorug'lik manbai. Lazer tashqi yorug'lik manbasidan yoki quvvat manbaidan energiyani rag'batlantirilgan nurlanish jarayoni orqali materialga kiritish orqali lazer nurini hosil qiladi.

Lazer yorug'lik va optik reflektorni kuchaytira oladigan faol muhitdan (masalan, gaz, qattiq yoki suyuqlik) tashkil topgan optik qurilma. Lazerdagi faol vosita odatda tanlangan va qayta ishlangan materialdir va uning xarakteristikalari lazerning chiqish to'lqin uzunligini aniqlaydi.

Lazerlar tomonidan yaratilgan yorug'lik bir nechta o'ziga xos xususiyatlarga ega:

Birinchidan, lazerlar juda qattiq chastotalar va to'lqin uzunliklariga ega bo'lgan monoxromatik yorug'lik bo'lib, ular ba'zi maxsus optik ehtiyojlarni qondira oladi.

Ikkinchidan, lazer kogerent yorug'likdir va yorug'lik to'lqinlarining fazasi juda mos keladi, bu uzoq masofalarda nisbatan barqaror yorug'lik intensivligini saqlab turishi mumkin.

Uchinchidan, lazerlar yuqori fazoviy piksellar sonini olish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan juda tor nurlari va mukammal fokusli yuqori yo'nalishli yorug'likdir.

Lazer yorug'lik manbai

Lazer ishlab chiqarish printsipi

Lazerning paydo bo'lishi uchta asosiy jismoniy jarayonni o'z ichiga oladi: rag'batlantirilgan nurlanish, spontan emissiya va rag'batlantirilgan yutilish.

Svaqtlangan radiatsiya

Rag'batlantiruvchi nurlanish lazer hosil qilishning kalitidir. Yuqori energiya darajasidagi elektron boshqa foton tomonidan qo'zg'atilganda, u foton yo'nalishi bo'yicha energiya, chastota, faza, qutblanish holati va tarqalish yo'nalishi bir xil bo'lgan foton chiqaradi. Bu jarayon stimulyatsiya qilingan nurlanish deb ataladi. Ya'ni, foton stimulyatsiya qilingan nurlanish jarayoni orqali bir xil fotonni "klonlashi" mumkin va shu bilan yorug'likning kuchayishiga erishadi.

Spontan emissiya

Atom, ion yoki molekulaning elektroni yuqori energiya darajasidan past energiya darajasiga o'tganda, u ma'lum miqdordagi energiyaning fotonlarini chiqaradi, bu o'z-o'zidan emissiya deb ataladi. Bunday fotonlarning emissiyasi tasodifiy bo'lib, chiqarilgan fotonlar o'rtasida muvofiqlik yo'q, ya'ni ularning fazasi, qutblanish holati va tarqalish yo'nalishi tasodifiydir.

Stezlashtirilgan so'rilish

Kam energiya darajasidagi elektron energiya darajasi farqi o'ziga teng bo'lgan fotonni o'zlashtirganda, u yuqori energiya darajasiga qo'zg'alishi mumkin. Bu jarayon stimulyatsiyalangan so'rilish deb ataladi.

Lazerlarda, odatda, stimulyatsiya qilingan radiatsiya jarayonini kuchaytirish uchun ikkita parallel ko'zgudan tashkil topgan rezonansli bo'shliq ishlatiladi. Bitta oyna to'liq aks ettiruvchi oyna, ikkinchisi esa yarim aks ettiruvchi oyna bo'lib, lazerning bir qismini o'tkazishga imkon beradi.

Lazer muhitidagi fotonlar ikkita ko'zgu o'rtasida oldinga va orqaga aks etadi va har bir ko'zgu stimulyatsiya qilingan radiatsiya jarayoni orqali ko'proq fotonlarni ishlab chiqaradi va shu bilan yorug'likning kuchayishiga erishadi. Yorug'likning intensivligi ma'lum darajada oshganda, lazer yarim aks ettiruvchi oyna orqali hosil bo'ladi.