Лазерын ажиллах үндсэн зарчим (цацрагийн өдөөлтөөр гэрлийг өсгөх) нь өдөөгдсөн гэрлийн ялгаруулалтын үзэгдэл дээр суурилдаг. Хэд хэдэн нарийн загвар, бүтцээр дамжуулан лазерууд нь өндөр уялдаатай, монохромат, тод гэрэлтэй туяа үүсгэдэг. Лазерыг орчин үеийн технологи, тэр дундаа харилцаа холбоо, анагаах ухаан, үйлдвэрлэл, хэмжилт, шинжлэх ухааны судалгаа зэрэг салбарт өргөнөөр ашиглаж байна. Тэдний өндөр үр ашигтай, нарийн хяналтын шинж чанарууд нь тэдгээрийг олон технологийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болгодог. Доорх нь лазерын ажиллах зарчим, янз бүрийн төрлийн лазерын механизмын нарийвчилсан тайлбар юм.
1. Өдөөгдсөн ялгаралт
Өдөөгдсөн ялгаруулалтЭнэ нь 1917 онд Эйнштейн анх санал болгосон лазер үүсгэх үндсэн зарчим юм. Энэ үзэгдэл нь гэрэл болон өдөөгдсөн төлөвийн бодисын харилцан үйлчлэлээр хэрхэн илүү уялдаатай фотонууд үүсдэгийг тодорхойлдог. Өдөөгдсөн ялгаруулалтыг илүү сайн ойлгохын тулд аяндаа ялгарах ялгаралтаас эхэлье.
Аяндаа ялгарах ялгаралт: Атом, молекул эсвэл бусад бичил харуурын тоосонцор дахь электронууд нь гадаад энергийг (цахилгаан эсвэл оптик энерги гэх мэт) шингээж, өдөөх төлөв гэж нэрлэгддэг илүү өндөр энергийн түвшинд шилжиж чаддаг. Гэсэн хэдий ч өдөөгдсөн төлөвийн электронууд тогтворгүй бөгөөд богино хугацааны дараа үндсэн төлөв гэж нэрлэгддэг энергийн доод түвшинд буцаж ирнэ. Энэ процессын явцад электрон фотоныг ялгаруулдаг бөгөөд энэ нь аяндаа ялгардаг. Ийм фотонууд нь давтамж, үе шат, чиглэлийн хувьд санамсаргүй байдаг тул уялдаа холбоогүй байдаг.
Өдөөгдсөн ялгаруулалт: Өдөөгдсөн төлөвийн электрон нь түүний шилжилтийн энергитэй тохирох энергитэй фотонтой тулгарах үед фотон нь шинэ фотоныг ялгаруулахын зэрэгцээ электроныг үндсэн төлөвт буцаан оруулахад түлхэц өгөх явдал юм. Шинэ фотон нь давтамж, фаз, тархалтын чиглэлийн хувьд анхны фотонтой ижил бөгөөд уялдаа холбоотой гэрэл үүсгэдэг. Энэ үзэгдэл нь фотонуудын тоо, энергийг ихээхэн нэмэгдүүлж, лазерын гол механизм юм.
Өдөөгдсөн ялгаруулалтын эерэг саналын нөлөө: Лазерыг зохион бүтээхдээ өдөөгдсөн ялгаруулалтын үйл явц хэд хэдэн удаа давтагддаг бөгөөд энэхүү эерэг эргэх нөлөө нь фотонуудын тоог экспоненциалтайгаар нэмэгдүүлэх боломжтой. Резонансын хөндийн тусламжтайгаар фотонуудын уялдаа холбоог хадгалж, гэрлийн цацрагийн эрчмийг тасралтгүй нэмэгдүүлнэ.
2. Дунд зэргийн өсөлт
Theдундаж олзнь фотонуудын олшруулалт болон лазерын гаралтыг тодорхойлдог лазерын үндсэн материал юм. Энэ нь өдөөгдсөн ялгаруулалтын физик үндэс бөгөөд түүний шинж чанар нь лазерын давтамж, долгионы урт, гаралтын хүчийг тодорхойлдог. Олж авах орчны төрөл ба шинж чанар нь лазерын хэрэглээ, гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.
Өдөөлтийн механизм: Олз авах орчин дахь электронууд нь гадны энергийн эх үүсвэрээр илүү өндөр энергийн түвшинд өдөөгдөж байх шаардлагатай. Энэ процессыг ихэвчлэн гадны эрчим хүчний хангамжийн системээр гүйцэтгэдэг. Нийтлэг өдөөх механизмууд нь:
Цахилгаан шахуурга: Цахилгаан гүйдэл өгөх замаар олзны орчинд электронуудыг өдөөх.
Оптик шахуурга: Гэрлийн эх үүсвэрээр (гэрлийн чийдэн эсвэл өөр лазер гэх мэт) орчинг өдөөх.
Эрчим хүчний түвшний систем: Олз авах орчин дахь электронууд нь ихэвчлэн тодорхой энергийн түвшинд тархсан байдаг. Хамгийн түгээмэл ньхоёр түвшний системболондөрвөн түвшний систем. Энгийн хоёр түвшний системд электронууд үндсэн төлөвөөс өдөөгдсөн төлөвт шилжиж, дараа нь өдөөгдсөн ялгаруулалтаар үндсэн төлөвт буцаж ирдэг. Дөрвөн түвшний системд электронууд өөр өөр энергийн түвшний хооронд илүү төвөгтэй шилжилтийг хийдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн өндөр үр ашигтай байдаг.
Gain Media-ийн төрлүүд:
Хийн өсөлтийн дундаж: Жишээлбэл, гелий-неон (He-Ne) лазерууд. Хийн нэмэгдэл орчин нь тогтвортой гаралт, тогтмол долгионы уртаараа алдартай бөгөөд лабораторид стандарт гэрлийн эх үүсвэр болгон өргөн хэрэглэгддэг.
Шингэний нэмэгдэл дунд: Жишээ нь, будагч лазер. Будгийн молекулууд нь янз бүрийн долгионы уртад сайн өдөөх шинж чанартай байдаг тул тохируулж болох лазеруудад тохиромжтой.
Хатуу ашиг дундаж: Жишээ нь, Nd (неодим агуулсан иттриум хөнгөн цагаан анар) лазер. Эдгээр лазерууд нь өндөр үр ашигтай, хүчирхэг бөгөөд үйлдвэрлэлийн зүсэлт, гагнуур, эмнэлгийн хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг.
Хагас дамжуулагчийн өсөлтийн дундаж: Жишээлбэл, галлийн арсенид (GaAs) материалыг лазер диод зэрэг харилцаа холбоо, оптоэлектроник төхөөрөмжид өргөн ашигладаг.
3. Резонаторын хөндий
Theрезонаторын хөндийнь санал хүсэлт болон өсгөлтөд ашигладаг лазерын бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Үүний үндсэн үүрэг нь өдөөгдсөн ялгаралтаар үүссэн фотонуудын тоог хөндийн дотор тусгаж, өсгөх замаар нэмэгдүүлэх бөгөөд ингэснээр хүчтэй, төвлөрсөн лазер гаралтыг бий болгох явдал юм.
Резонаторын хөндийн бүтэц: Энэ нь ихэвчлэн хоёр зэрэгцээ тольноос бүрдэнэ. Нэг нь бүрэн тусгалтай толь бөгөөд үүнийг theарын толь, нөгөө нь хэсэгчлэн тусдаг толь бөгөөд үүнийг theгаралтын толь. Фотонууд нь хөндийн дотор нааш цааш тусдаг бөгөөд олшруулах орчинтой харилцан үйлчлэлцэх замаар олшруулдаг.
Резонансын нөхцөл: Резонаторын хөндийн дизайн нь фотонууд хөндийн дотор байнгын долгион үүсгэх зэрэг тодорхой нөхцлийг хангасан байх ёстой. Энэ нь хөндийн уртыг лазерын долгионы уртаас хэд дахин их байлгахыг шаарддаг. Зөвхөн эдгээр нөхцлийг хангасан гэрлийн долгионыг хөндийн дотор үр дүнтэй өсгөж чадна.
Гаралтын цацраг: Хэсэгчилсэн тусгалтай толин тусгал нь өсгөсөн гэрлийн туяаны хэсгийг дамжуулж, лазерын гаралтын туяа үүсгэдэг. Энэ цацраг нь өндөр чиглэлтэй, уялдаатай, монохромат шинж чанартай байдаг.
Хэрэв та лазерын талаар илүү ихийг мэдэхийг хүсч байвал бидэнтэй холбоо барина уу.
Lumispot
Хаяг: Шишань дүүрэг, Фуронгийн 3-р зам, 4-р байр, 99-р байр. Вуси, 214000, Хятад
Утас: + 86-0510 87381808.
Гар утас: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Вэбсайт: www.lumispot-tech.com
Шуудангийн цаг: 2024 оны 9-р сарын 18