Лазер ставіцца да працэсу і інструмента генерацыі коллімаванага, аднатоннага, узгодненых прамянёў святла з дапамогай стымуляванага ўзмацнення выпраменьвання і неабходнай зваротнай сувязі. У прынцыпе, для генерацыі лазера патрабуецца тры элементы: "рэзанатар", "асяроддзе ўзмацнення" і "крыніца прапампоўкі".
А. Прынцып
Стан руху атама можна падзяліць на розныя ўзроўні энергіі, і калі атам пераходзіць з высокага ўзроўню энергіі да нізкага ўзроўню энергіі, ён вызваляе фатоны адпаведнай энергіі (так званае спантаннае выпраменьванне). Сапраўды гэтак жа, калі фатон падае на сістэму ўзроўню энергіі і паглынаецца ім, гэта прывядзе да пераходу атам ад нізкага ўзроўню энергіі да высокага ўзроўню энергіі (так званае ўсхваляванае паглынанне); Затым некаторыя атамы, якія пераходзяць на больш высокі ўзровень энергіі, будуць пераходзіць на больш нізкі ўзровень энергіі і выпраменьваць фатоны (так званае стымуляванае выпраменьванне). Гэтыя рухі не сустракаюцца ў ізаляцыі, але часта паралельна. Калі мы ствараем стан, напрыклад, выкарыстанне адпаведнага асяроддзя, рэзанатара, досыць знешняга электрычнага поля, стымуляванае выпраменьванне ўзмацняецца так, што больш, чым стымуляванае паглынанне, тады ўвогуле будуць выкідваць фатоны, што прывядзе да лазернага святла.
Б. Класіфікацыя
Паводле асяроддзя, які вырабляе лазер, лазер можна падзяліць на вадкі лазер, газавы лазер і цвёрды лазер. Цяпер найбольш распаўсюджаны паўправадніковы лазер-гэта своеасаблівы цвёрдацельны лазер.
С. склад
Большасць лазераў складаюцца з трох частак: сістэмы ўзбуджэння, лазернага матэрыялу і аптычнага рэзанатара. Сістэмы ўзбуджэння - гэта прылады, якія вырабляюць лёгкую, электрычную ці хімічную энергію. У цяперашні час асноўнымі сродкамі стымулявання выкарыстоўваюцца лёгкімі, электрычнасцю або хімічнай рэакцыяй. Лазерныя рэчывы - гэта рэчывы, якія могуць вырабляць лазернае святло, такія як рубіны, шкла берылію, неонавы газ, паўправаднікі, арганічныя фарбавальнікі і г. д.
D. Прымяненне
Лазер шырока выкарыстоўваецца, у асноўным сувязі з абалонінай, лазерны дыяпазон, лазерная рэзка, лазерная зброя, лазерны дыск і гэтак далей.
Э. Гісторыя
У 1958 годзе амерыканскія навукоўцы Сяолуо і Таун выявілі магічную з'яву: калі яны паставілі святло, выпраменьванае ўнутранай лямпачкай на рэдкай Зямлі, малекулы крышталя будуць выпраменьваць яркае, заўсёды разам моцнае святло. Згодна з гэтай з'явай, яны прапанавалі "лазерны прынцып", гэта значыць, калі рэчыва ўзбуджаецца такой жа энергіяй, што і частата натуральных ваганняў яго малекул, яно вырабляе гэта моцнае святло, якое не разыходзіцца - лазер. Для гэтага яны знайшлі важныя дакументы.
Пасля публікацыі вынікаў даследаванняў Sciolo і Townes навукоўцы з розных краін прапанавалі розныя эксперыментальныя схемы, але яны не дасягнулі поспеху. 15 мая 1960 г. Мэйман, навуковец у Х'юзскай лабараторыі ў Каліфорніі, абвясціў, што атрымаў лазер з даўжынёй хвалі 0,6943 мкм, які быў першым лазерам, які калі -небудзь быў атрыманы людзьмі, і, такім чынам, Мэйман стаў першым навукоўцам у свеце, які ўвёў лазеры ў практычнае поле.
7 ліпеня 1960 года Мэйман абвясціў аб нараджэнні першага лазера ў свеце, схема Мэймана заключаецца ў выкарыстанні флэш-трубы высокай інтэнсіўнасці для стымулявання атамаў хрому ў крышталь рубіна, што стварае вельмі канцэнтраваны тонкі чырвоны светлавы слуп, калі яго страляюць у пэўную кропку, яна можа дасягнуць тэмпературы вышэйшай за паверхню сонца.
Савецкі навуковец H.γ Басава прыдумала лазер паўправадніковага лазера ў 1960 годзе. Структура паўправадніковага лазера звычайна складаецца з пласта P, N пласта і актыўнага пласта, якія ўтвараюць двайную гетэрасункцыю. Яго характарыстыкі: невялікі памер, высокая эфектыўнасць сувязі, хуткасць хуткасці рэакцыі, даўжыня хвалі і памер, адпавядаюць памеру аптычнага валакна, могуць быць непасрэдна мадуляваны, добрая кагерэнтнасць.
Шэсць, некаторыя з асноўных напрамкаў прымянення лазера
F. Лазерная сувязь
Выкарыстанне святла для перадачы інфармацыі вельмі часта сустракаецца. Напрыклад, караблі выкарыстоўваюць агні для зносін, а святлафоры выкарыстоўваюць чырвоны, жоўты і зялёны. Але ўсе гэтыя спосабы перадачы інфармацыі пры дапамозе звычайнага святла могуць быць абмежаваныя толькі на кароткіх адлегласцях. Калі вы хочаце перадаць інфармацыю непасрэдна ў далёкія месцы праз святло, вы не можаце выкарыстоўваць звычайнае святло, а толькі выкарыстоўвайце лазеры.
Такім чынам, як вы дастаўляеце лазер? Мы ведаем, што электраэнергію можна пераносіць уздоўж медных правадоў, але святло не можа быць праведзена па звычайных металічных правадах. З гэтай мэтай навукоўцы распрацавалі нітку, якая можа перадаваць святло, званае аптычным валакном, якое называюць абалонінай. Аптычнае валакно вырабляецца з спецыяльных шкляных матэрыялаў, дыяметр танчэй, чым чалавечыя валасы, звычайна ад 50 да 150 мкм і вельмі мяккія.
На самай справе, унутранае ядро валакна - гэта высокі паказчык праламлення празрыстага аптычнага шкла, а знешняе пакрыццё вырабляецца з нізкага праламлення шкла або пластыка. Такая канструкцыя, з аднаго боку, можа зрабіць святло пераламлена ўздоўж унутранага ядра, як і вада, якая цячэ наперад у вадзяной трубе, электрычнасць, якая перадаецца наперад у дроце, нават калі тысячы паваротаў і паваротаў не маюць эфекту. З іншага боку, пакрыццё з нізкім узроўнем рэактыўнага індэкса можа прадухіліць выцяканне святла, гэтак жа, як вада не прасочваецца, а ізаляцыйны пласт дроту не праводзіць электрычнасць.
З'яўленне аптычнага валакна вырашае спосаб перадачы святла, але гэта не азначае, што з ім любое святло можа быць перададзена вельмі далёка. Толькі высокая яркасць, чысты колер, добры накіраваны лазер, з'яўляецца найбольш ідэальнай крыніцай святла для перадачы інфармацыі, яна ўваходзіць з аднаго канца валакна, практычна без страты і выхаду з іншага канца. Такім чынам, аптычная камунікацыя па сутнасці з'яўляецца лазернай камунікацыяй, якая мае перавагі вялікай магутнасці, высокай якасці, шырокай крыніцы матэрыялаў, моцнай канфідэнцыяльнасці, даўгавечнасці і г.д., і навукоўцы вітаюцца як рэвалюцыя ў галіне зносін, і з'яўляецца адным з самых бліскучых дасягненняў у тэхналагічнай рэвалюцыі.
Час паведамлення: 29 чэрвеня