Лазер - бұл лазерді шығара алатын құрылғы. Жұмыс ортасына сәйкес лазерлерді төрт категорияға бөлуге болады: газды лазерлер, қатты лазерлер, жартылай өткізгіш лазерлер және бояу лазерлері. Соңғы уақытта бос электронды лазерлер жасалды. Жоғары қуатты лазерлер әдетте импульстік болып табылады. Шығару.
Лазердің жұмыс принципі: Еркін электронды лазерлерді қоспағанда, әртүрлі лазерлердің негізгі жұмыс принциптері бірдей. Лазерді генерациялаудың таптырмас шарттары популяцияның инверсиясы және жоғалтудан жоғары пайда болып табылады, сондықтан құрылғыдағы таптырмас компоненттер қоздырғыш (немесе айдау) көзі және метатұрақты энергия деңгейі бар жұмыс ортасы болып табылады. Қозу деп жұмыс ортасының сыртқы энергияны сіңіргеннен кейін қоздырылған күйге көтерілуін, популяциялық инверсияны жүзеге асыруға және сақтауға жағдай жасауды айтады. Қозу әдістеріне оптикалық қозу, электрлік қозу, химиялық қозу және ядролық энергияны қозу жатады. Жұмыс ортасының метатұрақты энергия деңгейі ынталандырылған сәулеленуді басым етеді, осылайша оптикалық күшейтуді жүзеге асырады. Лазерлердегі жалпы компоненттерге резонанстық қуыс жатады, бірақ резонанстық қуыс (оптикалық резонанстық қуысты қараңыз) таптырмас компонент емес. Резонанстық қуыс қуыстағы фотондарды бірдей жиілікті, фазаны және жұмыс бағытын жасай алады, осылайша лазер жақсы бағыттылық пен когеренттілікке ие болады. Сонымен қатар, ол жұмыс материалының ұзындығын жақсы қысқарта алады, сондай-ақ резонанстық қуыстың ұзындығын өзгерту арқылы жасалған лазердің режимін реттей алады (яғни режимді таңдау), сондықтан әдетте лазерлерде резонанстық қуыстар болады.
Лазер әдетте үш бөліктен тұрады: 1. Жұмыс заты: лазердің өзегінде тек энергия деңгейінің ауысуына қол жеткізе алатын зат лазердің жұмыс заты ретінде пайдаланылуы мүмкін. 2. Ынталандыру энергиясы: оның қызметі жұмыс істейтін затқа энергия беру және атомдарды сыртқы энергияның төмен энергетикалық деңгейінен жоғары энергетикалық деңгейіне қозғау. Әдетте жарық энергиясы, жылу энергиясы, электр энергиясы, химиялық энергия және т.б. 3. Оптикалық резонанстық қуыс: Бірінші функция жұмысшы заттың ынталандырылған сәулеленуін үздіксіз жалғастыру; екіншісі - фотондарды үздіксіз жеделдету; үшіншісі – лазердің шығу бағытын шектеу. Ең қарапайым оптикалық резонанстық қуыс гелий-неонды лазердің екі ұшына орналастырылған екі параллель айнадан тұрады. Кейбір неон атомдары популяциялық инверсияға қол жеткізген екі энергетикалық деңгей арасында ауысқанда және лазердің бағытына параллель фотондарды шығарғанда, бұл фотондар екі айна арасында алға және артқа шағылысатын болады, осылайша үздіксіз ынталандырылған сәулеленуді тудырады. Өте күшті лазер сәулесі өте тез өндіріледі.
Лазер шығаратын жарықтың сапасы таза және спектрі тұрақты, оны көптеген жолдармен қолдануға болады: Рубин лазері: бастапқы лазер рубинді жарқыраған шаммен қоздырады, ал өндірілген лазер үздіксіз және тұрақты сәуле емес, «импульстік лазер» болды. Бұл лазер шығаратын жарық жылдамдығының сапасы біз пайдаланып жатқан лазерлік диод шығаратын лазерден түбегейлі ерекшеленеді. Бірнеше наносекундқа ғана созылатын бұл қарқынды жарық шығару оңай қозғалатын нысандарды, мысалы, адамдардың голографиялық портреттерін түсіру үшін өте қолайлы. Бірінші лазерлік портрет 1967 жылы дүниеге келген. Рубиндік лазерлер қымбат рубиндерді қажет етеді және тек қысқа жарық импульстарын шығара алады.
He-Ne лазері: 1960 жылы ғалымдар Али Джаван, кіші Уильям Р. Бреннет және Дональд Эрриот Хэ-Не лазерін құрастырды. Бұл бірінші газ лазері. Лазердің бұл түрін голографиялық фотографтар жиі пайдаланады. Екі артықшылығы: 1. Үздіксіз лазер шығысын шығару; 2. Жарық қоздыру үшін шамды қажет етпейді, бірақ электрлік қоздырғыш газды пайдаланыңыз.
Лазерлік диод: лазерлік диод ең жиі қолданылатын лазерлердің бірі болып табылады. Жарық шығару үшін диодтың PN түйісуінің екі жағындағы электрондар мен саңылаулардың өздігінен рекомбинациялану құбылысын өздігінен сәуле шығару деп атайды. Спонтанды сәулелену нәтижесінде пайда болған фотон жартылай өткізгіш арқылы өткенде, ол шығарылатын электрон-тесік жұбының маңынан өткенде, ол екеуін рекомбинациялау және жаңа фотондарды шығару үшін қоздырады. Бұл фотон қозған тасымалдаушыларды рекомбинациялауға және жаңа фотондарды шығаруға итермелейді. Бұл құбылыс ынталандырылған эмиссия деп аталады.
Егер айдалатын ток жеткілікті үлкен болса, жылулық тепе-теңдік күйге қарама-қарсы тасымалдаушы таралу, яғни популяциялық инверсия қалыптасады. Белсенді қабаттағы тасымалдаушылар көптеген инверсияларда болғанда, өздігінен сәулеленудің аз мөлшері резонанстық қуыстың екі ұшының кері шағылысуынан индукцияланған сәулеленуді тудырады, нәтижесінде жиілікті таңдамалы резонанстық оң кері байланыс пайда болады немесе белгілі бір жиілік. Пайда жұтылу жоғалтуынан үлкен болған кезде, PN түйісуінен жақсы спектрлік сызықтары бар когерентті жарық-лазер сәулесі шығарылуы мүмкін. Лазерлік диодтың өнертабысы лазерлік қолданбаларды жылдам танымал етуге мүмкіндік береді. Ақпаратты сканерлеудің әртүрлі түрлері, талшықты оптикалық байланыстар, лазерлік диапазон, лидар, лазерлік дискілер, лазерлік көрсеткіштер, супермаркеттер топтамалары және т.б. үнемі дамып келеді және танымал болады.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
