Laser viittaa prosessiin ja instrumenttiin kollimoitujen, yksiväristen, koherenttien valonsäteiden tuottamiseksi stimuloidun säteilyn monistumisen ja välttämättömän palautteen avulla. Pohjimmiltaan lasertuotanto vaatii kolme elementtiä: ”resonaattori”, “Gain -väliaine” ja “pumppauslähde”.
A. Periaate
Atomin liiketila voidaan jakaa erilaisiin energiatasoihin, ja kun atomi siirtyy korkeasta energiatasosta alhaiseen energiatasoon, se vapauttaa fotonit vastaavan energian (ns. Spontaanin säteilyn). Samoin, kun fotoni tapahtuu energiatasojärjestelmässä ja absorboi sen, se aiheuttaa atomin siirtymisen alhaisesta energiatasosta korkealle energiatasolle (ns. Virostettu absorptio); Sitten jotkut atomeista, jotka siirtyvät korkeampaan energiatasoon, siirtyvät alhaisempiin energiatasoihin ja lähettävät fotoneja (ns. Stimuloitu säteily). Näitä liikkeitä ei tapahdu erikseen, vaan usein samanaikaisesti. Kun luomme ehdon, kuten sopivan väliaineen, resonaattorin, tarpeeksi ulkoisen sähkökentän käyttäminen, stimuloitu säteily monistetaan siten, että enemmän kuin stimuloitua absorptiota, silloin pääsee fotoneja, mikä johtaa laservaloon.
B. luokittelu
Laserin tuottavan väliaineen mukaan laser voidaan jakaa nestemäiseen laseriin, kaasulaseriin ja kiinteään laseriin. Nyt yleisin puolijohdelaser on eräänlainen kiinteän tilan laser.
C. koostumus
Useimmat laserit koostuvat kolmesta osasta: viritysjärjestelmä, lasermateriaali ja optinen resonaattori. Virhejärjestelmät ovat laitteita, jotka tuottavat kevyttä, sähkö- tai kemiallista energiaa. Tällä hetkellä käytetyt tärkeimmät kannustinvälineet ovat valo, sähkö tai kemiallinen reaktio. Laseriaineet ovat aineita, jotka voivat tuottaa laservaloa, kuten rubiinit, berylliumlasi, neonkaasu, puolijohteet, orgaaniset väriaineet jne. Optisen resonanssinhallinnan merkitys on parantaa lähtölaserin kirkkautta, säätää ja valita laserin aallonpituus ja suunta.
D. Hakemus
Laseria käytetään laajasti, pääasiassa kuituviestintää, laserväliä, laserleikkausta, laseraseita, laserlevyä ja niin edelleen.
E. Historia
Vuonna 1958 amerikkalaiset tutkijat Xiaoluo ja Townes löysivät maagisen ilmiön: kun he laittavat valon, jonka sisäinen lamppu säteilee harvinaisella maametallikristallilla, kristallin molekyylit pääsevät kirkkaasti, aina yhdessä voimakkaan valon. Tämän ilmiön mukaan he ehdottivat ”laserperiaatetta”, toisin sanoen, kun ainetta herättää sama energia kuin sen molekyylien luonnollinen värähtelytaajuus, se tuottaa tämän voimakkaan valon, joka ei eroa - laser. He löysivät tärkeitä papereita tähän.
Sciolo- ja Townesin tutkimustulosten julkaisemisen jälkeen eri maiden tutkijat ehdottivat erilaisia kokeellisia järjestelmiä, mutta ne eivät olleet onnistuneita. Kalifornian Hughes -laboratorion tutkija Mayman ilmoitti 15. toukokuuta 1960, että hän oli saanut laserin, jonka aallonpituus oli 0,6943 mikronia, mikä oli ensimmäinen ihmisten, jotka ihmiset ovat koskaan saaneet, ja Maymanista tuli siten ensimmäinen maailman tutkija, joka esitteli laserien käytännön kentälle.
Mayman ilmoitti 7. heinäkuuta 1960 maailman ensimmäisen laserin syntymästä. Maymanin kaavio on käyttää korkean intensiteetin flash-putkea kromiatomien stimuloimiseksi rubiinikiteessä, mikä tuottaa erittäin keskittyneen ohuen punaisen valon pylvään, kun se ampui tietyssä pisteessä, se voi saavuttaa lämpötilan auringon pinnan.
Neuvostoliiton tutkija H.γ Basov keksi puolijohdelaserin vuonna 1960. Puolijohdelaserin rakenne koostuu yleensä P -kerroksesta, N -kerroksesta ja aktiivisesta kerroksesta, jotka muodostavat kaksinkertaisen heterojunktion. Sen ominaisuudet ovat: pieni koko, korkea kytkentätehokkuus, nopea vasteen nopeus, aallonpituus ja koko sopivat optiseen kuitukokoon, voidaan moduloida suoraan, hyvää koherenssia.
Kuusi, jotkut laserin pääryhmäsuunnasta
F. Laser -viestintä
Valon käyttäminen tiedon lähettämiseen on nykyään hyvin yleistä. Esimerkiksi alukset käyttävät valoja kommunikointiin, ja liikennevalot käyttävät punaisia, keltaisia ja vihreitä. Mutta kaikki nämä tavat lähettää tietoa tavallisella valolla voidaan rajoittaa vain lyhyisiin etäisyyksiin. Jos haluat siirtää tietoa suoraan kaukaisiin paikkoihin valon kautta, et voi käyttää tavallista valoa, vaan käyttää vain lasereita.
Joten miten toimitat laserin? Tiedämme, että sähköä voidaan kuljettaa kuparilankoja pitkin, mutta valoa ei voida kuljettaa tavallisia metallijohtoja pitkin. Tätä varten tutkijat ovat kehittäneet filamentin, joka voi lähettää valon, jota kutsutaan optiseksi kuituksi, jota kutsutaan kuituksi. Optinen kuitu on valmistettu erityisistä lasimateriaaleista, halkaisija on ohuempi kuin ihmisen hiukset, yleensä 50 - 150 mikronia ja erittäin pehmeää.
Itse asiassa kuidun sisäinen ydin on korkea läpinäkyvän optisen lasin taitekerroin, ja ulompi pinnoite on valmistettu matalasta taitekerroin lasista tai muovista. Tällainen rakenne voi toisaalta tehdä valon taipumista sisäydintä pitkin, aivan kuten vesiputkessa eteenpäin virtaava vesi, sähkön välittämä johdossa, vaikka tuhansilla käänteillä ei olisi vaikutusta. Toisaalta matala-elefraktiivinen indeksipinnoite voi estää valon vuotamisen, samoin kuin vesiputki ei vuota ja johtimen eristyskerros ei johda sähköä.
Optisen kuidun ulkonäkö ratkaisee valon lähettämisen tavan, mutta se ei tarkoita, että sen kanssa kaikki valo voidaan siirtää hyvin kaukana. Vain korkea kirkkaus, puhdas väri, hyvä suuntainen laser on ihanteellisin valonlähde tiedon lähettämiseen, se on syöttö kuidun toisesta päästä, melkein ei menetystä ja lähtöä toisesta päästä. Siksi optinen viestintä on olennaisesti laserviestintää, jolla on suuren kapasiteetin, korkealaatuisen, laajan materiaalin lähteen, vahvan luottamuksellisuuden, kestävyyden jne. Edut, ja tutkijat pitävät sitä vallankumoukseksi viestinnän alalla, ja se on yksi loistavimmista saavutuksista teknologisen vallankumouksen.
Viestin aika: kesäkuu-29-2023