Leysigeisli vísar til ferlisins og tækisins til að mynda samfellda, einlita, samhangandi ljósgeisla með örvuðum geislunarmagni og nauðsynlegri afturvirkni. Í grundvallaratriðum krefst leysigeislaframleiðsla þriggja þátta: „ómhljóðnema“, „styrkingarmiðils“ og „dælugjafa“.
A. Meginregla
Hreyfingarástand atóms má skipta í mismunandi orkustig og þegar atómið fer úr háu orkustigi í lágt orkustig losar það ljóseindir með samsvarandi orku (svokölluð sjálfsprottin geislun). Á sama hátt, þegar ljóseind fellur á orkustigskerfi og gleypir það, veldur það því að atómið fer úr lágu orkustigi í hátt orkustig (svokölluð örvuð frásog); Þá munu sum atómanna sem fara yfir í hærra orkustig fara yfir í lægra orkustig og gefa frá sér ljóseindir (svokölluð örvuð geislun). Þessar hreyfingar eiga sér ekki stað einar og sér, heldur oft samsíða. Þegar við búum til aðstæður, eins og að nota viðeigandi miðil, óm, nægilegt ytra rafsvið, þá magnast örvuðu geislunin þannig að meira en örvuð frásog, þá verða almennt ljóseindir sendar frá sér, sem leiðir til leysigeisla.
B. Flokkun
Samkvæmt miðlinum sem leysirinn er framleiddur úr má skipta honum í fljótandi leysi, gasleysi og fastan leysi. Algengasta hálfleiðaraleysirinn er fastfasaleysir.
C. Samsetning
Flestir leysir eru samsettir úr þremur hlutum: örvunarkerfi, leysiefni og ljósfræðilegum óm. Örvunarkerfi eru tæki sem framleiða ljós, raforku eða efnaorku. Eins og er eru helstu hvataaðferðirnar sem notaðar eru ljós, rafmagn eða efnahvörf. Leysiefni eru efni sem geta framleitt leysigeisla, svo sem rúbín, beryllíumgler, neongas, hálfleiðarar, lífræn litarefni o.s.frv. Hlutverk ljósfræðilegrar ómunarstýringar er að auka birtustig úttaksleysisins, stilla og velja bylgjulengd og stefnu leysisins.
D. Umsókn
Leysir er mikið notaður, aðallega ljósleiðarasamskipti, leysigeislaskurður, leysigeislavopn, leysigeisladiskar og svo framvegis.
E. Saga
Árið 1958 uppgötvuðu bandarísku vísindamennirnir Xiaoluo og Townes töfrafyrirbæri: þegar þeir settu ljós frá innri ljósaperu á sjaldgæfan jarðkristall, myndu sameindir kristalsins gefa frá sér bjart, alltaf sterkt ljós. Samkvæmt þessu fyrirbæri lögðu þeir til „leysirregluna“, það er að segja, þegar efnið er örvað af sömu orku og náttúruleg sveiflutíðni sameinda þess, myndi það framleiða þetta sterka ljós sem stefnir ekki frá hvor annarri – leysir. Þeir fundu mikilvægar greinar um þetta.
Eftir að rannsóknarniðurstöður Sciolo og Townes birtust lögðu vísindamenn frá ýmsum löndum til ýmsar tilraunaaðferðir, en þær báru ekki árangur. Þann 15. maí 1960 tilkynnti Mayman, vísindamaður við Hughes rannsóknarstofuna í Kaliforníu, að hann hefði aflað sér leysigeisla með bylgjulengd 0,6943 míkron, sem var fyrsti leysigeislinn sem menn höfðu aflað sér, og Mayman varð þar með fyrsti vísindamaðurinn í heiminum til að kynna leysigeisla í hagnýtum tilgangi.
Þann 7. júlí 1960 tilkynnti Mayman fæðingu fyrsta leysigeislans í heimi. Áætlun Maymans er að nota hástyrktarljós til að örva krómatóm í rúbínkristöllum og þannig framleiða mjög einbeittan, þunnan, rauðan ljóssúlu. Þegar hann er skotinn á ákveðnum stað getur hann náð hærri hita en yfirborð sólarinnar.
Sovéski vísindamaðurinn H.Γ Basov fann upp hálfleiðaraleysirinn árið 1960. Uppbygging hálfleiðaraleysisins er venjulega samsett úr P-lagi, N-lagi og virku lagi sem mynda tvöfalda tengipunkta. Einkenni hans eru: lítil stærð, mikil tengivirkni, hröð svörun, bylgjulengd og stærð passa við stærð ljósleiðarans, hægt er að móta beint og góð samfelldni.
Sex, nokkrar af helstu notkunarleiðbeiningum leysigeisla
F. Leysisamskipti
Notkun ljóss til að senda upplýsingar er mjög algeng í dag. Til dæmis nota skip ljós til að eiga samskipti og umferðarljós nota rautt, gult og grænt. En allar þessar leiðir til að senda upplýsingar með venjulegu ljósi geta aðeins verið takmarkaðar við stuttar vegalengdir. Ef þú vilt senda upplýsingar beint til fjarlægra staða með ljósi geturðu ekki notað venjulegt ljós, heldur aðeins notað leysigeisla.
Hvernig sendir maður þá leysigeislann? Við vitum að rafmagn getur borist eftir koparvírum en ljós getur ekki borist eftir venjulegum málmvírum. Í þessu skyni hafa vísindamenn þróað ljósþráð sem getur sent frá sér ljós, kallaðan ljósleiðara. Ljósleiðarinn er úr sérstöku glerefni, þvermálið er þynnra en mannshár, venjulega 50 til 150 míkron, og mjög mjúkur.
Reyndar er innri kjarni ljósleiðarans úr gegnsæju ljósgleri með háum ljósbrotsstuðli og ytri húðunin er úr gleri eða plasti með lágum ljósbrotsstuðli. Slík uppbygging getur annars vegar gert það að verkum að ljósið brotnar eftir innri kjarnanum, rétt eins og vatn sem rennur áfram í vatnspípunni, og rafmagn sem flyst áfram í vírnum, jafnvel þótt þúsundir snúninga hafi engin áhrif. Hins vegar getur lágur ljósbrotsstuðullinn komið í veg fyrir að ljós leki út, rétt eins og vatnspípan seytlar ekki og einangrunarlag vírsins leiðir ekki rafmagn.
Tilkoma ljósleiðara leysir leiðina til að senda ljós, en það þýðir ekki að með honum sé hægt að senda hvaða ljós sem er mjög langt í burtu. Aðeins mikil birta, hreinir litir og góð stefnubundin leysigeisli er kjörin ljósgeisli til að senda upplýsingar. Hann er inntak frá öðrum enda ljósleiðarans, nánast án taps, en úttak frá hinum endanum. Þess vegna er ljósleiðarasamskipti í raun leysigeislasamskipti, sem hefur kosti eins og mikla afkastagetu, hágæða, fjölbreytt úrval af efnum, sterka trúnað, endingu o.s.frv., og er fagnað af vísindamönnum sem byltingu á sviði samskipta og er einn af glæsilegustu afrekum tæknibyltingarinnar.
Birtingartími: 29. júní 2023