Mi a lézerek elve és működése?

HogyanLézerekMunka

A szabad elektronlézerek kivételével minden lézertípus működési elve ugyanaz. A lézergenerálás elengedhetetlen feltétele a részecskeszám inverziója és a veszteségnél nagyobb nyereség, így a készülékben a gerjesztési (vagy pumpáló) forrás és a munkaközeg metastabil energiaszintű lényeges elemei. A gerjesztés a munkaközeg gerjesztése a külső energia elnyelése után gerjesztett állapotba, megteremtve a feltételeket a részecskepopuláció inverziójának megvalósításához és fenntartásához. A gerjesztési módszerek közé tartozik az optikai gerjesztés, az elektromos gerjesztés, a kémiai gerjesztés és a nukleáris energiás gerjesztés.

A munkaközeg metastabil energiaszintje a stimulált sugárzást teszi dominánssá, ezáltal fényerősítést valósít meg. A lézerben közös alkatrész a rezonátor, de a rezonátor (lásd optikai rezonátor) nem lényeges alkatrész. A rezonátor az üregben lévő fotonokat konzisztens frekvenciájúvá, fázis- és futásirányba tudja állítani, így a lézer jó irányítottsággal és koherenciával rendelkezik. Sőt, nagyon jól le tudja rövidíteni a munkaanyag hosszát, és a rezonanciaüreg hosszának változtatásával (azaz módválasztással) be tudja állítani a generált lézerfény üzemmódját is, így általában a lézerek rezonanciaüreggel rendelkeznek.

A lézerek általában három részből állnak:

1. Munkaanyag:a lézer magja, csak az az anyag használható a lézer munkaanyagaként, amely képes energiaszint-átmenetet elérni.

2. Bátorító energia:Feladata, hogy energiát adjon a működő anyagnak, és az atomokat alacsony energiaszintről magas energiájú külső energiára gerjesztse. Általában lehet fényenergia, hőenergia, elektromos energia, kémiai energia és így tovább.

3. Optikai rezonancia üreg:Az első funkció a munkaanyag stimulált sugárzásának folytatása; a második a fotonok folyamatos gyorsítása; a harmadik a lézerkibocsátás irányának korlátozása. A legegyszerűbb optikai rezonátor két párhuzamos tükörből áll, amelyek a HeNe lézer mindkét végén vannak elhelyezve. Amikor egyes neonatomok áttérnek a részecskeszám-inverziót elért két energiaszint között, és a lézer irányával párhuzamosan fotonokat sugároznak, ezek a fotonok oda-vissza visszaverődnek a két tükör között, így folyamatosan stimulált sugárzást okoznak. elég erős lézert állítanak elő.

A lézerek által kibocsátott tiszta és spektrálisan stabil fény sokféleképpen felhasználható

Rubin lézer:Az eredeti lézer egy rubin volt, amelyet erősen villogó villanykörte gerjesztett, és az előállított lézer „impulzuslézer” volt, nem pedig folyamatos állandó sugár. A lézer által keltett fénysebesség minősége alapvetően eltér a ma használt lézerdiódák által előállított lézertől. Ez az intenzív fénykibocsátás, amely mindössze néhány nanomásodpercig tart, ideális könnyen mozgó tárgyak, például holografikus emberek portréinak rögzítésére. Az első lézerportré 1967-ben született. A rubinlézerekhez drága rubinok szükségesek, és csak rövid fényimpulzusokat bocsátanak ki.

He-Ne lézer:1960-ban Ali Javan, William R. Brennet Jr. és Donald Herriot tudósok megtervezték a He-Ne lézert. Ez volt az első gázlézer, a holografikus fotósok által gyakran használt berendezés. Két előny: 1. Folyamatos lézerkimenet jön létre; 2. Fénygerjesztéshez nincs szükség villanókörtékre, a gázt elektromosság gerjeszti.

Lézer dióda:A lézerdióda jelenleg az egyik leggyakrabban használt lézer. Spontán emissziónak nevezzük azt a jelenséget, amikor a dióda PN átmenetének mindkét oldalán lévő elektronok és lyukak spontán rekombinációja fényt bocsát ki. Amikor a spontán emisszió által generált fotonok áthaladnak a félvezetőn, amint elhaladnak a kibocsátott elektron-lyuk párok közelében, rekombinációra serkenthetők új fotonok generálására, amelyek a gerjesztett hordozók rekombinációját indukálják új fotonok kibocsátására. A jelenséget stimuláltnak nevezzük. kibocsátás.

Ha a beinjektált áram elég nagy, akkor a termikus egyensúlyi állapottal ellentétes hordozóeloszlás alakul ki, vagyis a részecskék populációja megfordul. Ha az aktív rétegben nagyszámú vivő van megfordítva, a spontán sugárzás által generált kis mennyiségű foton indukált sugárzást generál a rezonátor mindkét végén reciprok visszaverődés következtében, ami a frekvenciaszelektív rezonancia pozitív visszacsatolását eredményezi, vagy erősítés egy bizonyos frekvenciára. Ha az erősítés nagyobb, mint az abszorpciós veszteség, a PN átmenetből – lézerből – jó spektrumvonalakkal rendelkező koherens fény bocsátható ki. A lézerdiódák feltalálása gyorsan népszerűvé tette a lézeres alkalmazásokat, és folyamatosan fejlesztik és népszerűsítik az olyan alkalmazásokat, mint az információs szkennelés, az optikai szálas kommunikáció, a lézeres hatótávolság, a lézerradar, a lézerlemezek, a lézermutatók, a szupermarketek fizetési beszedése stb.

Elérhetőség:

Ha bármilyen ötlete van, forduljon hozzánk bizalommal. Függetlenül attól, hogy hol tartózkodnak ügyfeleink és milyen követelményeket támasztanak, követjük azt a célunkat, hogy ügyfeleinknek magas minőséget, alacsony árakat és a legjobb szolgáltatást biztosítsuk.