Lazeriň esasy iş prinsipi (Radiasiýanyň höweslendirilen şöhlelenmesi arkaly ýagtylygyň güýçlendirilmegi) ýagtylygyň höweslendirilen şöhlelenme hadysasyna esaslanýar. Birnäçe takyk dizaýnlar we gurluşlar arkaly lazerler ýokary kogerentlik, monohromatiklik we ýagtylyk bilen şöhleleri döredýär. Lazerler häzirki zaman tehnologiýasynda, şol sanda aragatnaşyk, lukmançylyk, önümçilik, ölçeg we ylmy barlaglar ýaly ugurlarda giňden ulanylýar. Olaryň ýokary netijeliligi we takyk dolandyryş häsiýetnamalary olary köp tehnologiýalaryň esasy bölegine öwürýär. Aşakda lazerleriň iş prinsipleriniň we dürli görnüşli lazerleriň mehanizmleriniň jikme-jik düşündirilişi berilýär.
1. Stimullaşdyrylan emissiýa
Stimullaşdyrylan emissiýalazer döremeginiň esasy prinsipi bolup, ilkinji gezek 1917-nji ýylda Eýnşteýn tarapyndan teklip edilen. Bu hadysa ýagtylyk bilen oýanan ýagdaýdaky maddanyň arasyndaky özara täsir arkaly has sazlaşykly fotonlaryň nähili öndürilýändigini suratlandyrýar. Stimulirlenen emissiýany has gowy düşünmek üçin, öz-özünden emissiýadan başlaýaly:
Öz-özünden çykýan gazlarAtomlarda, molekulalarda ýa-da beýleki mikroskopik bölejiklerde elektronlar daşarky energiýany (meselem, elektrik ýa-da optiki energiýany) özüne siňdirip, has ýokary energiýa derejesine, ýagny gyjyndyrylan ýagdaýa geçip bilýärler. Şeýle-de bolsa, gyjyndyrylan ýagdaýdaky elektronlar durnuksyzdyr we gysga wagtdan soň esasy ýagdaý diýlip atlandyrylýan has pes energiýa derejesine gaýdyp gelýärler. Bu prosesde elektron öz-özünden şöhlelenme bolan fotony çykarýar. Şeýle fotonlar ýygylyk, faza we ugur boýunça tötänleýin bolýar we şonuň üçin olaryň utgaşyklylygy ýok.
Stimullaşdyrylan emissiýaStimullaşdyrylan emissiýanyň açary, gyjyndyrylan ýagdaýdaky elektron geçiş energiýasyna deň energiýasy bolan foton bilen duşuşanda, foton täze fotony çykaryp, elektronyň esasy ýagdaýa gaýdyp gelmegine itergi berip bilýär. Täze foton ýygylyk, faza we ýaýrama ugry boýunça asyl foton bilen birmeňzeşdir, netijede kogerent ýagtylyk emele gelýär. Bu hadysa fotonlaryň sanyny we energiýasyny ep-esli güýçlendirýär we lazerleriň esasy mehanizmidir.
Stimullaşdyrylan emissiýanyň oňyn täsiriLazerleriň dizaýnynda stimullaşdyrylan şöhlelenme prosesi birnäçe gezek gaýtalanýar we bu oňyn ters täsir fotonlaryň sanyny eksponensial taýdan köpeldip biler. Rezonans boşlugynyň kömegi bilen fotonlaryň kogerentligi saklanýar we ýagtylyk şöhlesiniň intensiwligi yzygiderli ýokarlanýar.
2. Ortaça gazanç
Theorta derejeli girdejifotonlaryň güýçlendirilmegini we lazer çykyşyny kesgitleýän lazerdäki esasy materialdyr. Ol höweslendirilen şöhlelenme üçin fiziki esas bolup, onuň häsiýetleri lazeriň ýygylygyny, tolkun uzynlygyny we çykyş güýjüni kesgitleýär. Güýçlendiriji gurşawyň görnüşi we häsiýetnamalary lazeriň ulanylyşyna we işine gönüden-göni täsir edýär.
Oýanma mehanizmiGüýçlendiriji gurşawdaky elektronlar daşarky energiýa çeşmesi tarapyndan has ýokary energiýa derejesine çenli gyjyndyrylmaly. Bu proses adatça daşarky energiýa üpjünçilik ulgamlary arkaly amala aşyrylýar. Umumy gyjyndyrma mehanizmlerine aşakdakylar girýär:
Elektrik nasoslaryElektrik togyny ulanmak arkaly güýçlendiriji gurşawdaky elektronlary oýarmak.
Optiki nasos: Çyranyň çeşmesi (meselem, ýalpyldawuk lampa ýa-da başga bir lazer) bilen gurşawy tolgundyrmak.
Energiýa derejeleri ulgamyGüýçlendiriji gurşawdaky elektronlar, adatça, belli bir energiýa derejelerinde paýlanýar. Iň köp ýaýranlary şulardyriki derejeli ulgamlarwedört derejeli ulgamlarÝönekeý iki derejeli ulgamda elektronlar esasy ýagdaýdan gyjyndyrylan ýagdaýa geçýär we soňra stimullaşdyrylan emissiýa arkaly esasy ýagdaýa gaýdyp gelýär. Dört derejeli ulgamda elektronlar dürli energiýa derejeleriniň arasynda has çylşyrymly geçişlere sezewar bolýarlar, bu bolsa köplenç has ýokary netijelilige getirýär.
Güýçlendiriji media görnüşleri:
Gazyň artmagy üçin ortaMysal üçin, geliý-neon (He-Ne) lazerleri. Gaz güýçlendiriji serişdeler durnukly çykyşy we üýtgewsiz tolkun uzynlygy bilen tanalýar we laboratoriýalarda standart ýagtylyk çeşmeleri hökmünde giňden ulanylýar.
Suwuklyk gazanç ortaMysal üçin, boýag lazerleri. Boýag molekulalary dürli tolkun uzynlyklarynda gowy gyjyndyryjy häsiýetlere eýedir, bu bolsa olary sazlanyp bilýän lazerler üçin ideal edýär.
Orta derejede berk girdejiMysal üçin, Nd (neodim bilen lehimlenen ittriý alýumin granat) lazerleri. Bu lazerler ýokary netijeli we güýçli bolup, senagatda kesmekde, kebşirlemekde we lukmançylykda giňden ulanylýar.
Ýarymgeçirijili güýçlendirme ortaMysal üçin, galliý arsenid (GaAs) materiallary aragatnaşyk we lazer diodlary ýaly optoelektron enjamlarda giňden ulanylýar.
3. Rezonator boşlugy
Therezonator boşlugylazeriň ters habarlaşma we güýçlendirme üçin ulanylýan gurluş bölegidir. Onuň esasy wezipesi, fotonlary boşlugyň içinde şöhlelendirmek we güýçlendirmek arkaly höweslendirilen şöhlelenme arkaly öndürilýän fotonlaryň sanyny köpeltmek, şeýlelik bilen güýçli we fokuslanan lazer çykyşyny döretmekdir.
Rezonator boşlugynyň gurluşyAdatça, ol iki parallel aýnadan ybarat. Biri doly şöhle saçýan aýna bolup, ol ... diýlip atlandyrylýar.arka aýna, beýlekisi bolsa bölekleýin şöhlelendiriji aýna bolup, ol ... diýlip atlandyrylýar.çykyş aýnasyFotonlar boşlugyň içinde öňe-yza şöhlelenýärler we güýçlendiriji gurşaw bilen özara täsirleşme arkaly güýçlenýärler.
Rezonans ýagdaýyRezonator boşlugynyň dizaýny belli bir şertlere laýyk gelmelidir, mysal üçin, fotonlaryň boşlugyň içinde dik duran tolkunlary emele getirmegini üpjün etmek. Bu boşlugyň uzynlygynyň lazer tolkun uzynlygynyň köp esse bolmagy talap edýär. Diňe şu şertlere laýyk gelýän ýagtylyk tolkunlary boşlugyň içinde netijeli güýçlendirilip bilner.
Çykyş şöhlesiBölekleýin şöhlelendiriji aýna güýçlendirilen ýagtylyk şöhlesiniň bir böleginiň geçmegine mümkinçilik berýär we lazeriň çykyş şöhlesini emele getirýär. Bu şöhle ýokary ugurlylyk, utgaşyklylyk we monohromatiklige eýedir..
Eger has köp bilmek isleseňiz ýa-da lazerler bilen gyzyklanýan bolsaňyz, biziň bilen habarlaşyp bilersiňiz:
Lumispot
Salgysy: 4-nji bina, №99 Furong 3-nji köçesi, Sişan etraby, Wuxi, 214000, Hytaý
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobil: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Web sahypasy: www.lumispot-tech.com
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 18-nji sentýabry