Լազերային սկզբունքը և դրա կիրառումը

Լազերը վերաբերում է զուգակցված, մոնոխրոմատիկ, համահունչ լույսի ճառագայթների առաջացման գործընթացին և գործիքին` խթանված ճառագայթման ուժեղացման և անհրաժեշտ հետադարձ կապի միջոցով: Հիմնականում լազերային գեներացիայի համար պահանջվում է երեք տարր՝ «ռեզոնատոր», «ձեռքի միջոց» և «պոմպային աղբյուր»։

Ա Սկզբունք

Ատոմի շարժման վիճակը կարելի է բաժանել էներգիայի տարբեր մակարդակների, և երբ ատոմը բարձր էներգիայի մակարդակից անցնում է ցածր էներգիայի մակարդակի, այն արձակում է համապատասխան էներգիայի ֆոտոններ (այսպես կոչված՝ ինքնաբուխ ճառագայթում)։ Նմանապես, երբ ֆոտոնը ընկնում է էներգիայի մակարդակի համակարգի վրա և կլանվում է դրա կողմից, այն կհանգեցնի ատոմի անցման ցածր էներգիայի մակարդակից բարձր էներգիայի մակարդակի (այսպես կոչված, գրգռված կլանում); Այնուհետև, որոշ ատոմներ, որոնք անցնում են ավելի բարձր էներգիայի մակարդակների, կանցնեն ավելի ցածր էներգիայի մակարդակների և կարձակեն ֆոտոններ (այսպես կոչված, խթանված ճառագայթում): Այս շարժումները տեղի են ունենում ոչ թե առանձին, այլ հաճախ զուգահեռաբար: Երբ մենք ստեղծում ենք պայման, օրինակ՝ օգտագործելով համապատասխան միջավայր, ռեզոնատոր, բավականաչափ արտաքին էլեկտրական դաշտ, գրգռված ճառագայթումը ուժեղանում է այնպես, որ ավելի շատ, քան խթանված կլանումը, ապա ընդհանուր առմամբ արտանետվելու են ֆոտոններ, ինչը հանգեցնում է լազերային լույսի:

B. Դասակարգում

Ըստ լազեր արտադրող միջավայրի՝ լազերը կարելի է բաժանել հեղուկ լազերի, գազային լազերի և պինդ լազերի։ Այժմ ամենատարածված կիսահաղորդչային լազերը պինդ վիճակի լազերային տեսակ է:

C. Կազմը

Լազերների մեծ մասը բաղկացած է երեք մասից՝ գրգռման համակարգ, լազերային նյութ և օպտիկական ռեզոնատոր: Գրգռման համակարգերը սարքեր են, որոնք արտադրում են լույս, էլեկտրական կամ քիմիական էներգիա: Ներկայումս օգտագործվում են հիմնական խթանիչ միջոցները լույսը, էլեկտրականությունը կամ քիմիական ռեակցիան։ Լազերային նյութերը նյութեր են, որոնք կարող են լազերային լույս արտադրել, ինչպիսիք են ռուբինները, բերիլիումի ապակին, նեոնային գազը, կիսահաղորդիչները, օրգանական ներկերը և այլն: Օպտիկական ռեզոնանսային հսկողության դերը ելքային լազերի պայծառությունն ավելացնելն է, ալիքի երկարությունը և ուղղությունը կարգավորելը և ընտրելը: լազերային.

D. Դիմում

Լազերային լայնորեն օգտագործվում է, հիմնականում օպտիկամանրաթելային հաղորդակցություն, լազերային տիրույթ, լազերային կտրում, լազերային զենք, լազերային սկավառակ և այլն:

E. Պատմություն

1958թ.-ին ամերիկացի գիտնականներ Սյաոլուոն և Թաունսը հայտնաբերեցին մի կախարդական երևույթ. երբ ներքին լամպի արձակած լույսը դնեն հազվագյուտ հողային բյուրեղի վրա, բյուրեղի մոլեկուլները վառ, միշտ միասին ուժեղ լույս կարձակեն: Ըստ այդ երևույթի՝ նրանք առաջարկեցին «լազերային սկզբունքը», այսինքն՝ երբ նյութը գրգռվում է նույն էներգիայով, ինչ իր մոլեկուլների բնական տատանումների հաճախականությունը, այն կառաջացնի այս ուժեղ լույսը, որը չի շեղվում՝ լազերային։ Սրա համար կարևոր թղթեր են գտել։

Սցիոլոյի և Թաունսի հետազոտության արդյունքների հրապարակումից հետո տարբեր երկրների գիտնականներ առաջարկեցին տարբեր փորձարարական սխեմաներ, բայց դրանք հաջողությամբ չպսակվեցին։ 1960 թվականի մայիսի 15-ին Կալիֆոռնիայի Հյուզ լաբորատորիայի գիտնական Մեյմանը հայտարարեց, որ ստացել է 0,6943 մկմ ալիքի երկարությամբ լազեր, որն առաջին լազերն էր, որը երբևէ ստացվել է մարդկանց կողմից, և այդպիսով Մեյմանը դարձավ աշխարհում առաջին գիտնականը։ լազերները ներդնել գործնական դաշտ:

1960 թվականի հուլիսի 7-ին Մեյմանը հայտարարեց աշխարհում առաջին լազերի ծննդյան մասին, Մեյմանի սխեման է օգտագործել բարձր ինտենսիվության լուսարձակող խողովակ՝ քրոմի ատոմները ռուբինի բյուրեղի մեջ խթանելու համար, այդպիսով առաջացնելով շատ կենտրոնացված բարակ կարմիր լույսի սյուն, երբ այն կրակում է: որոշակի կետում այն ​​կարող է հասնել արևի մակերևույթից բարձր ջերմաստիճանի:

Խորհրդային գիտնական Հ.Գ. Դրա բնութագրերն են՝ փոքր չափը, միացման բարձր արդյունավետությունը, արագ արձագանքման արագությունը, ալիքի երկարությունը և չափը համապատասխանում են օպտիկական մանրաթելերի չափերին, կարող են ուղղակիորեն մոդուլավորվել, լավ համահունչություն:

Վեց, լազերային կիրառման հիմնական ուղղություններից մի քանիսը

F. Լազերային հաղորդակցություն

Լույսի օգտագործումը տեղեկատվության փոխանցման համար այսօր շատ տարածված է: Օրինակ՝ նավերը շփվելու համար օգտագործում են լույսեր, իսկ լուսացույցները՝ կարմիր, դեղին և կանաչ։ Բայց սովորական լույսի օգտագործմամբ տեղեկատվության փոխանցման այս բոլոր եղանակները կարող են սահմանափակվել միայն կարճ տարածություններով: Եթե ​​ցանկանում եք լույսի միջոցով տեղեկատվություն փոխանցել ուղիղ հեռավոր վայրեր, ապա կարող եք չօգտագործել սովորական լույս, այլ օգտագործել միայն լազերներ։

Այսպիսով, ինչպե՞ս եք լազերային մատակարարում: Մենք գիտենք, որ էլեկտրականությունը կարելի է տեղափոխել պղնձե լարերի երկայնքով, բայց լույսը չի կարող տարածվել սովորական մետաղական լարերի միջով։ Այդ նպատակով գիտնականները մշակել են մի թել, որը կարող է լույս փոխանցել, որը կոչվում է օպտիկական մանրաթել, որը կոչվում է մանրաթել: Օպտիկական մանրաթելը պատրաստված է հատուկ ապակյա նյութերից, տրամագիծն ավելի բարակ է, քան մարդու մազը, սովորաբար 50-ից 150 մկմ, և շատ փափուկ:

Իրականում մանրաթելի ներքին միջուկը թափանցիկ օպտիկական ապակու բարձր բեկման ինդեքսն է, իսկ արտաքին ծածկույթը պատրաստված է ցածր բեկման ինդեքսով ապակուց կամ պլաստիկից։ Նման կառուցվածքը, մի կողմից, կարող է լույսը բեկել ներքին միջուկի երկայնքով, ճիշտ այնպես, ինչպես ջուրը հոսում է ջրի խողովակի մեջ, էլեկտրաէներգիան, որը փոխանցվում է դեպի առաջ մետաղալարով, նույնիսկ եթե հազարավոր շրջադարձերը ոչ մի ազդեցություն չունենան: Մյուս կողմից, ցածր բեկման ինդեքսով ծածկույթը կարող է կանխել լույսի արտահոսքը, ճիշտ այնպես, ինչպես ջրի խողովակը չի թափանցում, և մետաղալարերի մեկուսացման շերտը էլեկտրականություն չի փոխանցում:

Օպտիկական մանրաթելի տեսքը լուծում է լույսի հաղորդման ճանապարհը, բայց դա չի նշանակում, որ դրա հետ ցանկացած լույս կարող է փոխանցվել շատ հեռու։ Միայն բարձր պայծառությունը, մաքուր գույնը, լավ ուղղորդող լազերը, տեղեկատվության փոխանցման ամենաիդեալական լույսի աղբյուրն է, այն մուտքագրվում է մանրաթելի մի ծայրից, գրեթե ոչ մի կորուստ և ելք մյուս ծայրից: Հետևաբար, օպտիկական հաղորդակցությունը, ըստ էության, լազերային հաղորդակցություն է, որն ունի առավելություններ՝ մեծ հզորություն, բարձր որակ, նյութերի լայն աղբյուր, ուժեղ գաղտնիություն, երկարակեցություն և այլն, և գիտնականների կողմից ողջունվում է որպես հեղափոխություն կապի ոլորտում և մեկն է։ տեխնոլոգիական հեղափոխության ամենափայլուն ձեռքբերումներից։