Лазерын үндсэн ажиллах зарчим (Өдөөгдсөн цацрагийн ялгаралтаар гэрлийн олшруулалт) нь өдөөгдсөн гэрлийн ялгаралтын үзэгдэл дээр суурилдаг. Хэд хэдэн нарийн загвар, бүтцийн тусламжтайгаар лазерууд нь өндөр уялдаа холбоо, монохромат чанар, тод гэрэл үүсгэдэг. Лазеруудыг орчин үеийн технологид, түүний дотор харилцаа холбоо, анагаах ухаан, үйлдвэрлэл, хэмжилт, шинжлэх ухааны судалгаа зэрэг салбарт өргөн ашигладаг. Тэдний өндөр үр ашиг, нарийн хяналтын шинж чанарууд нь тэдгээрийг олон технологийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болгодог. Лазерын ажиллах зарчим болон янз бүрийн төрлийн лазерын механизмын талаар дэлгэрэнгүй тайлбарыг доор харуулав.
1. Өдөөгдсөн ялгаруулалт
Өдөөгдсөн ялгаруулалтнь 1917 онд Эйнштейний анх дэвшүүлсэн лазер үүсгэлтийн үндсэн зарчим юм. Энэ үзэгдэл нь гэрэл ба өдөөгдсөн төлөвийн бодисын харилцан үйлчлэлээр илүү когерент фотонууд хэрхэн үүсдэгийг дүрсэлдэг. Өдөөгдсөн ялгаралтыг илүү сайн ойлгохын тулд аяндаа ялгаралтыг авч үзье.
Аяндаа ялгарах ялгаруулалтАтом, молекул эсвэл бусад микроскопийн бөөмсүүдэд электронууд гадны энерги (цахилгаан эсвэл оптик энерги гэх мэт)-ийг шингээж, өдөөгдсөн төлөв гэж нэрлэгддэг өндөр энергийн түвшин рүү шилжиж чаддаг. Гэсэн хэдий ч өдөөгдсөн төлөвт байгаа электронууд тогтворгүй бөгөөд богино хугацааны дараа эцэст нь доод энергийн түвшин буюу үндсэн төлөв рүү буцаж очдог. Энэ процессын явцад электрон нь аяндаа ялгарах фотон ялгаруулдаг. Ийм фотонууд нь давтамж, фаз, чиглэлийн хувьд санамсаргүй байдаг тул когерент чанаргүй байдаг.
Өдөөгдсөн ялгаруулалтӨдөөгдсөн цацрагийн гол түлхүүр нь өдөөгдсөн төлөвт байгаа электрон нь шилжилтийн энергитэй нь таарч буй энергитэй фотонтой тулгарах үед фотон нь электроныг үндсэн төлөв рүү буцаах үед шинэ фотон ялгаруулж чаддагт оршино. Шинэ фотон нь давтамж, фаз, тархалтын чиглэлийн хувьд анхныхтай ижил бөгөөд үүний үр дүнд когерент гэрэл үүсдэг. Энэ үзэгдэл нь фотонуудын тоо болон энергийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлдэг бөгөөд лазерын гол механизм юм.
Өдөөгдсөн ялгаралтын эерэг хариу үйлдлийн нөлөөЛазерын дизайнд өдөөгдсөн цацрагийн процессыг олон удаа давтдаг бөгөөд энэхүү эерэг хариу үйлдлийн нөлөө нь фотоны тоог экспоненциал байдлаар нэмэгдүүлдэг. Резонансын хөндийн тусламжтайгаар фотоны когерент байдлыг хадгалж, гэрлийн цацрагийн эрчимийг тасралтгүй нэмэгдүүлдэг.
2. Дунд зэргийн өсөлт
ньдунд зэргийн өсөлтнь фотоны олшруулалт болон лазерын гаралтыг тодорхойлдог лазерын гол материал юм. Энэ нь өдөөгдсөн ялгаралтын физик үндэс суурь бөгөөд түүний шинж чанар нь лазерын давтамж, долгионы урт, гаралтын чадлыг тодорхойлдог. Өсгөлтийн орчны төрөл ба шинж чанар нь лазерын хэрэглээ болон гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.
Өдөөлтийн механизмӨсөлтийн орчин дахь электронуудыг гадны энергийн эх үүсвэрээр илүү өндөр энергийн түвшинд хүртэл өдөөх шаардлагатай. Энэ процессыг ихэвчлэн гадны энергийн хангамжийн системээр гүйцэтгэдэг. Нийтлэг өдөөлтийн механизмд дараахь зүйлс орно.
Цахилгаан шахуургаЦахилгаан гүйдэл ашиглан олшруулах орчин дахь электронуудыг өдөөх.
Оптик шахуургаГэрлийн эх үүсвэрээр (жишээлбэл, флэш чийдэн эсвэл өөр лазер) орчныг өдөөх.
Эрчим хүчний түвшний системӨсгөлтийн орчин дахь электронууд нь ерөнхийдөө тодорхой энергийн түвшинд тархсан байдаг. Хамгийн түгээмэл ньхоёр түвшний системүүдмөндөрвөн түвшний системүүдЭнгийн хоёр түвшний системд электронууд үндсэн төлөвөөс өдөөгдсөн төлөв рүү шилжиж, дараа нь өдөөгдсөн ялгаралтаар үндсэн төлөв рүү буцаж ордог. Дөрвөн түвшний системд электронууд өөр өөр энергийн түвшний хооронд илүү төвөгтэй шилжилтийг хийдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн өндөр үр ашигтай байдалд хүргэдэг.
Олшруулах медиагийн төрлүүд:
Хийн өсөлтийн дундЖишээлбэл, гелий-неон (He-Ne) лазерууд. Хийн олшруулагч орчин нь тогтвортой гаралт болон тогтмол долгионы уртаараа алдартай бөгөөд лабораторид стандарт гэрлийн эх үүсвэр болгон өргөн хэрэглэгддэг.
Шингэн олшруулах дунд зэрэгЖишээлбэл, будагч лазер. Будагч молекулууд нь янз бүрийн долгионы уртад сайн өдөөх шинж чанартай байдаг тул тохируулж болох лазеруудад тохиромжтой.
Хатуу өсөлтийн дундЖишээлбэл, Nd (неодимоор хольсон иттри хөнгөн цагаан анар) лазерууд. Эдгээр лазерууд нь өндөр үр ашигтай, хүчирхэг бөгөөд үйлдвэрлэлийн зүсэлт, гагнуур, эмнэлгийн хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг.
Хагас дамжуулагчийн олшруулалтын дундЖишээлбэл, галлийн арсенид (GaAs) материалыг лазер диод зэрэг харилцаа холбоо болон оптоэлектроник төхөөрөмжүүдэд өргөн ашигладаг.
3. Резонаторын хөндий
ньрезонаторын хөндийнь хариу үйлдэл болон олшруулалтад ашиглагддаг лазерын бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Үүний гол үүрэг нь өдөөгдсөн цацрагийн нөлөөгөөр үүссэн фотонуудын тоог хөндий дотор тусгаж, олшруулах замаар нэмэгдүүлэх бөгөөд ингэснээр хүчтэй бөгөөд төвлөрсөн лазер гаралтыг бий болгох явдал юм.
Резонаторын хөндийн бүтэцЭнэ нь ихэвчлэн хоёр зэрэгцээ тольноос бүрдэнэ. Нэг нь бүрэн тусгалтай толь бөгөөд үүнийг ... гэж нэрлэдэг.арын толь, нөгөө нь хэсэгчлэн тусгал толь бөгөөд үүнийг ... гэж нэрлэдэг.гаралтын тольФотонууд хөндий дотор урагш хойш ойдог бөгөөд олшруулах орчинтой харилцан үйлчлэлцэх замаар олшруулдаг.
Резонансын нөхцөл байдалРезонаторын хөндийн загвар нь фотонууд хөндий дотор зогсонги долгион үүсгэхийг баталгаажуулах гэх мэт тодорхой нөхцлийг хангасан байх ёстой. Энэ нь хөндийн уртыг лазерын долгионы уртаас үржвэртэй тэнцүү байхыг шаарддаг. Зөвхөн эдгээр нөхцлийг хангасан гэрлийн долгионыг хөндий дотор үр дүнтэйгээр олшруулж болно.
Гаралтын цацрагХагас тусгалтай толь нь олшруулсан гэрлийн цацрагийн нэг хэсгийг нэвтрүүлж, лазерын гаралтын цацрагийг үүсгэдэг. Энэ цацраг нь өндөр чиглэлтэй, уялдаа холбоотой, монохромат чанартай..
Хэрэв та лазерын талаар илүү ихийг мэдэхийг хүсвэл эсвэл сонирхож байвал бидэнтэй холбогдоно уу:
Лумиспотт
Хаяг: Хятад улс, Вуси, Сишань дүүрэг, 214000, Фуронг 3-р зам, 99 тоот, 4-р барилга
Утас: + 86-0510 87381808.
Гар утас: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Вэбсайт: www.lumispot-tech.com
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 9-р сарын 18