Hvad er princippet om og hvordan lasere virker?

HvordanLasereArbejde

Bortset fra frie elektronlasere er det grundlæggende arbejdsprincip for alle slags lasere det samme. De væsentlige betingelser for lasergenerering er inversion af partikeltal og forstærkning større end tab, så de væsentlige komponenter i enheden omfatter excitations- (eller pumpe-) kilde og arbejdsmedium med metastabilt energiniveau. Excitation er excitationen af ​​arbejdsmediet til en exciteret tilstand efter at have absorberet ekstern energi, hvilket skaber betingelser for realisering og vedligeholdelse af partikelpopulationsinversion. Excitationsmetoderne omfatter optisk excitation, elektrisk excitation, kemisk excitation og kerneenergiexcitation.

Arbejdsmediets metastabile energiniveau gør den stimulerede stråling dominerende og realiserer derved lysforstærkning. Den fælles komponent i laseren er resonatoren, men resonatoren (se optisk resonator) er ikke en væsentlig del. Resonatoren kan få fotonerne i hulrummet til at have en ensartet frekvens, fase og løberetning, så laseren har God retning og sammenhæng. Desuden kan det forkorte længden af ​​arbejdsstoffet meget godt og kan også justere modusen for det genererede laserlys ved at ændre længden af ​​resonanshulrummet (det vil sige modusvalg), så generelt har lasere et resonanshulrum.

En laser består generelt af tre dele:

1. Arbejdsstof:laserens kerne, kun det stof, der kan opnå energiniveauovergang, kan bruges som laserens arbejdsstof.

2. Opmuntrende energi:Dens funktion er at give energi til arbejdsstoffet og at excitere atomer fra et lavt energiniveau til et højt energiniveau ekstern energi. Normalt kan der være lysenergi, termisk energi, elektrisk energi, kemisk energi og så videre.

3. Optisk resonanshulrum:Den første funktion er at få den stimulerede stråling af arbejdsstoffet til at fortsætte; den anden er at kontinuerligt accelerere fotonerne; den tredje er at begrænse retningen af ​​laseroutput. Den enkleste optiske resonator består af to parallelle spejle placeret i begge ender af en HeNe-laser. Når nogle neonatomer går i overgang mellem de to energiniveauer, der har opnået partikelantal inversion, og udstråler fotoner parallelt med laserens retning, vil disse fotoner blive reflekteret frem og tilbage mellem de to spejle og dermed konstant forårsage stimuleret stråling, meget hurtigt en der produceres ret kraftig laser.

Det rene og spektralt stabile lys, der udsendes af laserne, kan bruges på mange måder

Ruby Laser:Den originale laser var en rubin, der blev ophidset af en lysende blinkende pære, og den producerede laser var en "pulserende laser" snarere end en kontinuerlig konstant stråle. Kvaliteten af ​​lyshastigheden produceret af denne laser er fundamentalt forskellig fra laseren produceret af de laserdioder, vi bruger i dag. Denne intense lysudsendelse, som kun varer et par nanosekunder, er ideel til at optage let bevægelige objekter, såsom holografiske portrætter af mennesker. Det første laserportræt blev født i 1967. Rubinlasere kræver dyre rubiner og producerer kun korte lysimpulser.

He-Ne Laser:I 1960 designede forskerne Ali Javan, William R.Brennet Jr. og Donald Herriot He-Ne laseren. Det var den første gaslaser, en type udstyr, der almindeligvis bruges af holografiske fotografer. To fordele: 1. Kontinuerlig laseroutput genereres; 2. Der kræves ingen flashpære til lyseksitation, og gas exciteres af elektricitet.

Laser diode:Laserdiode er en af ​​de mest brugte lasere i øjeblikket. Fænomenet med spontan rekombination af elektroner og huller på begge sider af diodens PN-kryds for at udsende lys kaldes spontan emission. Når fotoner genereret af spontan emission passerer gennem halvlederen, når de passerer nær de udsendte elektron-hul-par, kan de stimuleres til at rekombinere for at generere nye fotoner, som inducerer rekombinationen af ​​exciterede bærere til at udsende nye fotoner. Fænomenet kaldes stimuleret udledning.

Hvis den indsprøjtede strøm er stor nok, vil bærerfordelingen modsat den termiske ligevægtstilstand dannes, det vil sige, at partiklernes population er omvendt. Når et stort antal bærere i det aktive lag vendes om, vil en lille mængde fotoner genereret af spontan stråling generere induceret stråling på grund af den reciproke refleksion i begge ender af resonatoren, hvilket resulterer i positiv feedback af frekvensselektiv resonans, eller en forstærkning for en bestemt frekvens. Når forstærkningen er større end absorptionstabet, kan kohærent lys med gode spektrallinjer udsendes fra PN-krydset - laseren. Opfindelsen af ​​laserdioder har gjort laserapplikationer hurtigt populære, og forskellige applikationer såsom informationsscanning, optisk fiberkommunikation, laserafstandsmåling, laserradar, laserdiske, laserpointere, supermarkedsbetalingsopkrævning osv. bliver konstant udviklet og populariseret.

Kontakt information:

Hvis du har nogle ideer, er du velkommen til at tale med os. Uanset hvor vores kunder er, og hvad vores krav er, vil vi følge vores mål om at give vores kunder høj kvalitet, lave priser og den bedste service.