It basiswurkprinsipe fan in laser (Ljochtfersterking troch Stimulearre Emisje fan Strieling) is basearre op it ferskynsel fan stimulearre emisje fan ljocht. Troch in searje presys ûntwerpen en struktueren generearje lasers strielen mei hege koherinsje, monochromatiteit en helderheid. Lasers wurde in soad brûkt yn moderne technology, ynklusyf yn fjilden lykas kommunikaasje, medisinen, produksje, mjitting en wittenskiplik ûndersyk. Harren hege effisjinsje en presys kontrôlekarakteristiken meitsje se ta it kearnkomponint fan in protte technologyen. Hjirûnder is in detaillearre útlis fan 'e wurkprinsipes fan lasers en de meganismen fan ferskate soarten lasers.
1. Stimulearre útstjit
Stimulearre útstjitis it fûnemintele prinsipe efter lasergeneraasje, earst foarsteld troch Einstein yn 1917. Dit ferskynsel beskriuwt hoe't mear koherinte fotonen produsearre wurde troch de ynteraksje tusken ljocht en matearje yn 'e oanstutsen steat. Om stimulearre emisje better te begripen, litte wy begjinne mei spontane emisje:
Spontane útstjitYn atomen, molekulen, of oare mikroskopyske dieltsjes kinne elektroanen eksterne enerzjy (lykas elektryske of optyske enerzjy) opnimme en oergean nei in heger enerzjynivo, bekend as de oanstutsen steat. Elektroanen yn in oanstutsen steat binne lykwols ynstabyl en sille úteinlik nei in koarte perioade weromgean nei in leger enerzjynivo, bekend as de grûntastân. Tidens dit proses lit it elektron in foton frij, dat spontane emisje is. Sokke fotonen binne willekeurich yn termen fan frekwinsje, faze en rjochting, en hawwe dêrom gjin koherinsje.
Stimulearre útstjitDe kaai ta stimulearre emisje is dat as in elektron yn in oanstutsen steat in foton tsjinkomt mei in enerzjy dy't oerienkomt mei syn oergongsenerzjy, it foton it elektron kin oansette om werom te gean nei de grûntastân, wylst in nij foton frijkomt. It nije foton is identyk oan it orizjinele yn termen fan frekwinsje, faze en fuortplantingsrjochting, wat resulteart yn koherint ljocht. Dit ferskynsel fersterket it oantal en de enerzjy fan fotonen signifikant en is it kearnmeganisme fan lasers.
Positive feedback-effekt fan stimulearre emisjeBy it ûntwerp fan lasers wurdt it stimulearre emisjeproses meardere kearen werhelle, en dit positive feedback-effekt kin it oantal fotonen eksponentiell ferheegje. Mei help fan in resonante holte wurdt de koherinsje fan fotonen hanthavene, en de yntensiteit fan 'e ljochtstriel wurdt kontinu ferhege.
2. Fertsjinje medium
Dewinstmediumis it kearnmateriaal yn 'e laser dat de fersterking fan fotonen en de laserútfier bepaalt. It is de fysike basis foar stimulearre emisje, en syn eigenskippen bepale de frekwinsje, golflingte en útfierkrêft fan 'e laser. It type en de skaaimerken fan it fersterkingsmedium beynfloedzje direkt de tapassing en prestaasjes fan 'e laser.
OpwekkingsmeganismeElektronen yn it fersterkingsmedium moatte troch in eksterne enerzjyboarne nei in heger enerzjynivo oanstutsen wurde. Dit proses wurdt meastal berikt troch eksterne enerzjyfoarsjenningssystemen. Algemiene oanstjitmeganismen omfetsje:
Elektryske pompen: De elektroanen yn it fersterkingsmedium oanstjoere troch it tapassen fan in elektryske stroom.
Optyske pompenIt medium oanstjoere mei in ljochtboarne (lykas in flitslampe of in oare laser).
Enerzjynivo's systeemElektronen yn it fersterkingsmedium binne typysk ferdield yn spesifike enerzjynivo's. De meast foarkommende binnetwa-nivo systemenenfjouwer-nivo systemenYn in ienfâldich systeem mei twa nivo's geane elektroanen oer fan 'e grûntastân nei de oanstutsen tastân en geane dan werom nei de grûntastân troch stimulearre emisje. Yn in systeem mei fjouwer nivo's ûndergeane elektroanen kompleksere oergongen tusken ferskate enerzjynivo's, wat faak resulteart yn in hegere effisjinsje.
Soarten winstmedia:
Gasfersterking MediumBygelyks, helium-neon (He-Ne) lasers. Gasfersterkingsmedia binne bekend om har stabile útfier en fêste golflingte, en wurde breed brûkt as standert ljochtboarnen yn laboratoaria.
Floeibere winstmediumBygelyks, kleurstoflasers. Kleurstofmolekulen hawwe goede oanstjiteigenskippen oer ferskate golflingten, wêrtroch't se ideaal binne foar ôfstimmbere lasers.
Solide fersterking MediumBygelyks, Nd (neodymium-dopearre yttrium aluminium granaat) lasers. Dizze lasers binne tige effisjint en krêftich, en wurde in soad brûkt yn yndustrieel snijden, lassen en medyske tapassingen.
HalfgeleiderfersterkingsmediumBygelyks, galliumarsenide (GaAs) materialen wurde in soad brûkt yn kommunikaasje en opto-elektronyske apparaten lykas laserdiodes.
3. Resonatorholte
Deresonatorholteis in strukturele komponint yn 'e laser dy't brûkt wurdt foar feedback en fersterking. De kearnfunksje dêrfan is it fergrutsjen fan it oantal fotonen dat produsearre wurdt troch stimulearre emisje troch se te reflektearjen en te fersterkjen yn 'e holte, wêrtroch't in sterke en rjochte laserútfier generearre wurdt.
Struktuer fan 'e resonatorholteIt bestiet meastal út twa parallelle spegels. Ien is in folslein reflektearjende spegel, bekend as deefterspegel, en de oare is in foar in part reflektearjende spegel, bekend as deútfierspegelFotonen reflektearje hinne en wer binnen de holte en wurde fersterke troch ynteraksje mei it fersterkingsmedium.
ResonânsjebetingstIt ûntwerp fan 'e resonatorholte moat oan bepaalde betingsten foldwaan, lykas it garandearjen dat fotonen steande weagen foarmje yn 'e holte. Dit fereasket dat de lingte fan 'e holte in mearfâld is fan 'e lasergolflingte. Allinnich ljochtweagen dy't oan dizze betingsten foldogge, kinne effektyf fersterke wurde yn 'e holte.
UtfierbeamDe foar in part reflektearjende spegel lit in diel fan 'e fersterke ljochtstriel troch, wêrtroch't de útfierstriel fan 'e laser foarmet. Dizze striel hat hege rjochting, koherinsje en monochromatiteit..
As jo mear witte wolle of ynteressearre binne yn lasers, nim dan gerêst kontakt mei ús op:
Lumispot
Adres: Gebou 4 #, No.99 Furong 3rd Road, Xishan Distrikt Wuxi, 214000, Sina
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobyl: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Webside: www.lumispot-tech.com
Pleatsingstiid: 18 septimber 2024