Լազերային սկզբունքը և տեսակները

Սկզբունքներ և տեսակներլազեր
Ի՞նչ է լազերը։
ԼԱԶԵՐ (Լույսի ուժեղացում խթանված ճառագայթման արտանետմամբ): Ավելի լավ պատկերացում կազմելու համար նայեք ստորև բերված պատկերին։

Ավելի բարձր էներգետիկ մակարդակում գտնվող ատոմը ինքնաբերաբար անցնում է ավելի ցածր էներգետիկ մակարդակի և արձակում է ֆոտոն, այս պրոցեսը կոչվում է ինքնաբերաբար ճառագայթում։
Հանրայինը կարելի է հասկանալ որպես. գնդակը գետնին իր ամենահարմար դիրքն է, երբ արտաքին ուժը (կոչվում է պոմպ) այն մղում է օդ, այն պահին, երբ արտաքին ուժը անհետանում է, գնդակը ընկնում է մեծ բարձրությունից և անջատում որոշակի քանակությամբ էներգիա։ Եթե գնդակը որոշակի ատոմ է, ապա այդ ատոմը անցման ընթացքում արձակում է որոշակի ալիքի երկարության ֆոտոն։

Լազերների դասակարգում
Մարդիկ, տիրապետելով լազերային ստեղծման սկզբունքին, սկսել են մշակել լազերի տարբեր տեսակներ, որոնք, ըստ լազերի աշխատանքային նյութի դասակարգման, կարելի է բաժանել գազային լազերի, պինդ լազերի, կիսահաղորդչային լազերի և այլնի։
1, գազային լազերի դասակարգում՝ ատոմ, մոլեկուլ, իոն։
Գազային լազերի աշխատանքային նյութը գազ կամ մետաղական գոլորշի է, որը բնութագրվում է լազերի ելքի լայն ալիքի երկարության դիապազոնով: Ամենատարածվածը CO2 լազերն է, որտեղ CO2-ը օգտագործվում է որպես աշխատանքային նյութ՝ էլեկտրական պարպման գրգռման միջոցով 10.6 մկմ ինֆրակարմիր լազեր ստանալու համար:
Քանի որ գազային լազերի աշխատանքային նյութը գազ է, լազերի ընդհանուր կառուցվածքը չափազանց մեծ է, իսկ ելքային ալիքի երկարությունը՝ չափազանց երկար, նյութի մշակման արդյունավետությունը լավը չէ։ Հետևաբար, գազային լազերները շուտով հանվեցին շուկայից և սկսեցին օգտագործվել միայն որոշակի ոլորտներում, օրինակ՝ որոշակի պլաստիկ մասերի լազերային նշագրման մեջ։
2, պինդ լազերդասակարգում՝ ռուբին, Nd:YAG և այլն;
Պինդմարմնային լազերի աշխատանքային նյութը ռուբինն է, նեոդիմիումային ապակին, իտրիումի ալյումինե նռնակը (YAG) և այլն, որոնք նյութի բյուրեղում կամ ապակու մեջ որպես մատրից միատարրորեն ներառված իոնների փոքր քանակություն են, որոնք կոչվում են ակտիվ իոններ։
Պինդ վիճակի լազերը կազմված է աշխատանքային նյութից, պոմպային համակարգից, ռեզոնատորից և սառեցման ու զտման համակարգից։ Ստորև բերված պատկերի կենտրոնում գտնվող սև քառակուսին լազերային բյուրեղ է, որը նման է բաց գույնի թափանցիկ ապակու և բաղկացած է թափանցիկ բյուրեղից, որը խառնված է հազվագյուտ հողային մետաղներով։ Հազվագյուտ հողային մետաղի ատոմի հատուկ կառուցվածքն է, որը լույսի աղբյուրով լուսավորվելիս առաջացնում է մասնիկների պոպուլյացիայի ինվերսիա (պարզապես հասկացեք, որ գետնի վրա շատ գնդիկներ մղվում են օդ), ապա արձակում է ֆոտոններ, երբ մասնիկները անցնում են, և երբ ֆոտոնների քանակը բավարար է, առաջանում է լազեր։ Որպեսզի ապահովվի, որ ճառագայթված լազերը դուրս է գալիս մեկ ուղղությամբ, կան լիարժեք հայելիներ (ձախ ոսպնյակ) և կիսաանդրադարձնող ելքային հայելիներ (աջ ոսպնյակ)։ Երբ լազերը դուրս է գալիս, ապա անցնում է որոշակի օպտիկական դիզայնի միջով, առաջանում է լազերի էներգիա։

3, կիսահաղորդչային լազեր
Երբ խոսքը վերաբերում է կիսահաղորդչային լազերներին, դրանք կարելի է պարզապես հասկանալ որպես ֆոտոդիոդ, դիոդում կա PN միացում, և երբ որոշակի հոսանք է ավելացվում, կիսահաղորդչում էլեկտրոնային անցումը ձևավորվում է ֆոտոններ արձակելու համար, ինչը հանգեցնում է լազերի առաջացմանը: Երբ կիսահաղորդչի կողմից արձակված լազերի էներգիան փոքր է, ցածր հզորության կիսահաղորդչային սարքը կարող է օգտագործվել որպես պոմպի աղբյուր (գրգռման աղբյուր):մանրաթելային լազեր, այսպիսով ձևավորվում է մանրաթելային լազերը։ Եթե կիսահաղորդչային լազերի հզորությունը հետագայում մեծացվի մինչև այն աստիճանի, որ այն կարող է ուղղակիորեն արտածվել մշակման նյութերին, այն դառնում է ուղիղ կիսահաղորդչային լազեր։ Ներկայումս շուկայում առկա ուղիղ կիսահաղորդչային լազերները հասել են 10,000 վատտի մակարդակի։

Բացի վերը նշված մի քանի լազերներից, մարդիկ հորինել են նաև հեղուկ լազերներ, որոնք հայտնի են նաև որպես վառելիքային լազերներ: Հեղուկ լազերները ծավալով և աշխատանքային նյութով ավելի բարդ են, քան պինդ մարմինները, և հազվադեպ են օգտագործվում: