Laser vísar til ferilsins og tækisins til að búa til samlitaða, einlita, samhangandi ljósgeisla með örvaðri geislunarmögnun og nauðsynlegri endurgjöf. Í grundvallaratriðum, leysir kynslóð krefst þriggja þátta: „resonator“, „gain medium“ og „dælugjafa“.
A. Meginregla
Hreyfistöðu atóms má skipta í mismunandi orkustig og þegar frumeindið fer úr háu orkustigi yfir í lágt orkustig losar það ljóseindir með samsvarandi orku (svokölluð sjálfgefin geislun). Á sama hátt, þegar ljóseind fellur á orkustigskerfi og frásogast af því, mun það valda því að atómið breytist úr lágu orkustigi yfir í hátt orkustig (svokallað spennt frásog); Þá munu sum atómanna sem fara yfir í hærra orkustig fara yfir í lægra orkustig og gefa frá sér ljóseindir (svokallaða örvaða geislun). Þessar hreyfingar eiga sér ekki stað í einangrun heldur oft samhliða. Þegar við búum til ástand, eins og að nota viðeigandi miðil, resonator, nóg utanaðkomandi rafsvið, magnast örvuð geislunin þannig að meira en örvuð frásogin, þá almennt, verða ljóseindir frá, sem leiðir til leysisljóss.
B. Flokkun
Samkvæmt miðlinum sem framleiðir leysirinn er hægt að skipta leysinum í fljótandi leysir, gas leysir og solid leysir. Nú er algengasti hálfleiðara leysirinn eins konar solid-state leysir.
C. Samsetning
Flestir leysir eru samsettir úr þremur hlutum: örvunarkerfi, leysiefni og sjónræna resonator. Örvunarkerfi eru tæki sem framleiða ljós-, raf- eða efnaorku. Sem stendur eru helstu hvatningaraðferðir sem notaðar eru ljós, rafmagn eða efnahvörf. Laser efni eru efni sem geta framleitt leysir ljós, eins og rúbín, beryllium gler, neon gas, hálfleiðarar, lífræn litarefni, osfrv. Hlutverk sjónómunarstýringar er að auka birtustig útgangsleysisins, stilla og velja bylgjulengd og stefnu af leysinum.
D. Umsókn
Laser er mikið notaður, aðallega trefjarsamskipti, leysirsvið, leysirskurður, leysivopn, leysirdiskur og svo framvegis.
E. Saga
Árið 1958 uppgötvuðu bandarísku vísindamennirnir Xiaoluo og Townes töfrandi fyrirbæri: þegar þeir settu ljósið sem innri ljósaperan gefur frá sér á sjaldgæfan jörð kristal munu sameindir kristalsins gefa frá sér skært, alltaf saman sterkt ljós. Samkvæmt þessu fyrirbæri lögðu þeir til „leysisregluna“, það er að segja þegar efnið er örvað af sömu orku og náttúruleg sveiflutíðni sameinda þess, mun það framleiða þetta sterka ljós sem ekki víkur - leysir. Þeir fundu mikilvæg skjöl fyrir þetta.
Eftir að rannsóknarniðurstöður Sciolo og Townes voru birtar lögðu vísindamenn frá ýmsum löndum til ýmsar tilraunaáætlanir, en þær báru ekki árangur. Þann 15. maí 1960 tilkynnti Mayman, vísindamaður við Hughes Laboratory í Kaliforníu, að hann hefði fengið leysir með bylgjulengd 0,6943 míkron, sem var fyrsti leysirinn sem menn hafa náð, og Mayman varð þar með fyrsti vísindamaðurinn í heiminum að kynna leysigeisla inn á verklega sviðið.
Þann 7. júlí 1960 tilkynnti Mayman fæðingu fyrsta leysir heimsins, áætlun Maymans er að nota hástyrktu flassrör til að örva krómatóm í rúbínkristal og mynda þannig mjög einbeittan þunnan rauðan ljóssúlu þegar hann er hleypt af stokkunum. á ákveðnum tímapunkti getur það náð hærra hitastigi en yfirborð sólarinnar.
Sovéski vísindamaðurinn H.Γ Basov fann upp hálfleiðara leysirinn árið 1960. Uppbygging hálfleiðara leysisins er venjulega samsett úr P lagi, N lagi og virku lagi sem mynda tvöfalda heterojunction. Eiginleikar þess eru: lítil stærð, mikil tenging skilvirkni, hraður viðbragðshraði, bylgjulengd og stærð passa við ljósleiðarastærðina, hægt að stilla beint, gott samhengi.
Sex, nokkrar af helstu notkunarleiðbeiningum leysir
F. Laser samskipti
Notkun ljóss til að senda upplýsingar er mjög algeng í dag. Til dæmis nota skip ljós til að hafa samskipti og umferðarljós nota rautt, gult og grænt. En allar þessar leiðir til að miðla upplýsingum með venjulegu ljósi er aðeins hægt að takmarka við stuttar vegalengdir. Ef þú vilt senda upplýsingar beint til fjarlægra staða í gegnum ljós geturðu ekki notað venjulegt ljós, heldur aðeins notað leysir.
Svo hvernig skilarðu leysinum? Við vitum að rafmagn getur borist eftir koparvírum en ljós getur ekki borist meðfram venjulegum málmvírum. Í þessu skyni hafa vísindamenn þróað þráð sem getur sent ljós, sem kallast ljósleiðarar, nefnt trefjar. Ljósleiðarar eru úr sérstökum glerefnum, þvermálið er þynnra en mannshár, venjulega 50 til 150 míkron, og mjög mjúkt.
Reyndar er innri kjarni trefjanna hár brotstuðull gagnsæs sjónglers og ytri húðunin er úr gleri eða plasti með lágt brotstuðul. Slík uppbygging getur annars vegar gert það að verkum að ljósið brotnar meðfram innri kjarnanum, rétt eins og vatn sem streymir áfram í vatnslögninni, rafmagn sem berast áfram í vírnum, jafnvel þótt þúsundir snúninga og snúninga hafi engin áhrif. Hins vegar getur lágbrotsstuðullhúðin komið í veg fyrir að ljós leki út, rétt eins og vatnsrörið seytlar ekki og einangrunarlag vírsins leiðir ekki rafmagn.
Útlit ljósleiðara leysir leiðina til að senda ljós, en það þýðir ekki að með því geti hvaða ljós borist mjög langt í burtu. Aðeins hár birta, hreinn litur, góður stefnuljós, er besti ljósgjafinn til að senda upplýsingar, það er inntak frá einum enda trefjarins, nánast ekkert tap og úttak frá hinum endanum. Þess vegna eru sjónsamskipti í meginatriðum leysisamskipti, sem hafa kosti mikillar afkastagetu, hágæða, víðtækrar uppsprettu efna, sterks trúnaðar, endingar o.s.frv., og er lofað af vísindamönnum sem byltingu á sviði samskipta, og er ein. af glæsilegustu afrekum tæknibyltingarinnar.
Birtingartími: 29. júní 2023