Lazer deganda rag'batlantirilgan radiatsiya kuchaytirilishi va zarur bo'lgan teskari aloqa orqali kollimatsiyalangan, monoxromatik, kogerent yorug'lik nurlarini yaratish jarayoni va asboblari tushuniladi. Asosan, lazer ishlab chiqarish uchta elementni talab qiladi: "rezonator", "o'rtacha daromad" va "nasos manbai".
A. Prinsip
Atomning harakat holatini turli energiya darajalariga bo'lish mumkin va atom yuqori energiya darajasidan past energiya darajasiga o'tganda, u tegishli energiyaning fotonlarini (spontan nurlanish deb ataladi) chiqaradi. Xuddi shunday, foton energiya darajasi tizimiga tushsa va u tomonidan so'riladi, bu atomning past energiya darajasidan yuqori energiya darajasiga o'tishiga olib keladi (hayajonlangan yutilish deb ataladi); Keyin yuqori energiya darajasiga o'tadigan ba'zi atomlar quyi energiya darajalariga o'tadi va fotonlarni chiqaradi (rag'batlantirilgan nurlanish deb ataladi). Bu harakatlar yakka holda emas, ko'pincha parallel ravishda sodir bo'ladi. Tegishli vosita, rezonator, etarlicha tashqi elektr maydonidan foydalanish kabi sharoit yaratganimizda, stimulyatsiya qilingan nurlanish kuchaytiriladi, shuning uchun stimulyatsiya qilingan yutilishdan ko'ra ko'proq, keyin umuman olganda, fotonlar chiqariladi, natijada lazer nuri paydo bo'ladi.
B. Tasniflash
Lazerni ishlab chiqaruvchi vositaga ko'ra, lazerni suyuq lazer, gaz lazer va qattiq lazerga bo'lish mumkin. Endi eng keng tarqalgan yarimo'tkazgichli lazer bu qattiq holatdagi lazerning bir turi.
C. Tarkibi
Ko'pgina lazerlar uch qismdan iborat: qo'zg'atuvchi tizim, lazer materiali va optik rezonator. Qo'zg'alish tizimlari yorug'lik, elektr yoki kimyoviy energiya ishlab chiqaradigan qurilmalardir. Hozirgi vaqtda asosiy rag'batlantirish vositalari yorug'lik, elektr yoki kimyoviy reaktsiya hisoblanadi. Lazer moddalari yaqut, berilliy oynasi, neon gazi, yarim o'tkazgichlar, organik bo'yoqlar va boshqalar kabi lazer nurlarini ishlab chiqarishi mumkin bo'lgan moddalardir. Optik rezonans nazoratining roli chiqish lazerining yorqinligini oshirish, to'lqin uzunligi va yo'nalishini sozlash va tanlashdir. lazerdan.
D. Ilova
Lazer keng qo'llaniladi, asosan tolali aloqa, lazer diapazoni, lazerni kesish, lazer qurollari, lazer disklari va boshqalar.
E. Tarix
1958 yilda amerikalik olimlar Xiaoluo va Townes sehrli hodisani kashf etdilar: ular ichki lampochka chiqaradigan yorug'likni noyob tuproq kristaliga qo'yishganda, kristalning molekulalari yorqin, doimo birga kuchli yorug'lik chiqaradi. Ushbu hodisaga ko'ra, ular "lazer printsipi" ni taklif qilishdi, ya'ni modda o'z molekulalarining tabiiy tebranish chastotasi bilan bir xil energiya bilan qo'zg'alganda, u uzoqlashmaydigan kuchli yorug'likni - lazerni hosil qiladi. Buning uchun ular muhim hujjatlarni topdilar.
Sciolo va Townes tadqiqot natijalari nashr etilgandan so'ng, turli mamlakatlar olimlari turli xil eksperimental sxemalarni taklif qilishdi, ammo ular muvaffaqiyatli bo'lmadi. 1960-yil 15-mayda Kaliforniyadagi Xyuz laboratoriyasi olimi Mayman to‘lqin uzunligi 0,6943 mikron bo‘lgan lazerni qo‘lga kiritganini e’lon qildi, bu inson tomonidan qo‘lga kiritilgan birinchi lazer bo‘ldi va shu tariqa Mayman dunyodagi birinchi olim bo‘ldi. lazerlarni amaliy sohaga joriy etish.
1960 yil 7 iyulda Mayman dunyodagi birinchi lazerning tug'ilishini e'lon qildi, Maymanning sxemasi yoqut kristalidagi xrom atomlarini rag'batlantirish uchun yuqori intensivlikdagi flesh trubkadan foydalanish va shu tariqa u yoqilganda juda konsentrlangan yupqa qizil chiroq ustunini ishlab chiqarishdir. ma'lum bir nuqtada u quyosh yuzasidan yuqoriroq haroratga yetishi mumkin.
Sovet olimi X.D Basov 1960 yilda yarimo'tkazgichli lazerni ixtiro qildi. Yarimo'tkazgichli lazerning strukturasi odatda P qatlam, N qatlam va qo'sh geterobirikma hosil qiluvchi faol qatlamdan iborat. Uning xarakteristikalari: kichik o'lchamli, yuqori ulanish samaradorligi, tezkor javob tezligi, to'lqin uzunligi va o'lchami optik tolali o'lchamga mos keladi, to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya qilinishi mumkin, yaxshi muvofiqlik.
Oltita, lazerning asosiy qo'llanilishining ba'zi yo'nalishlari
F. Lazerli aloqa
Axborotni uzatish uchun yorug'likdan foydalanish bugungi kunda juda keng tarqalgan. Masalan, kemalar aloqa qilish uchun chiroqlardan, svetoforlarda esa qizil, sariq va yashil ranglardan foydalaniladi. Ammo oddiy yorug'lik yordamida ma'lumot uzatishning barcha usullari faqat qisqa masofalar bilan cheklanishi mumkin. Agar siz yorug'lik orqali ma'lumotni to'g'ridan-to'g'ri uzoq joylarga uzatmoqchi bo'lsangiz, oddiy yorug'likdan foydalana olmaysiz, faqat lazerlardan foydalaning.
Xo'sh, lazerni qanday etkazib berasiz? Biz bilamizki, elektr tokini mis simlar bo'ylab olib o'tish mumkin, lekin oddiy metall simlar bo'ylab yorug'lik olib bo'lmaydi. Shu maqsadda olimlar optik tola deb ataladigan yorug'likni o'tkaza oladigan filamentni ishlab chiqdilar. Optik tola maxsus shisha materiallardan tayyorlangan, diametri inson sochidan yupqaroq, odatda 50 dan 150 mikrongacha va juda yumshoq.
Aslida, tolaning ichki yadrosi shaffof optik oynaning yuqori sinishi indeksidir va tashqi qoplama past sinishi indeksli shisha yoki plastmassadan qilingan. Bunday struktura, bir tomondan, yorug'likning ichki yadro bo'ylab sinishi mumkin, xuddi suv quvurida oldinga oqayotgan suv kabi, elektr toki simda oldinga uzatiladi, hatto minglab burilishlar ta'sir qilmasa ham. Boshqa tomondan, past sinishi indeksli qoplama, suv trubkasi oqmasligi va simning izolyatsiya qatlami elektr tokini o'tkazmagani kabi, yorug'likning oqib chiqishiga to'sqinlik qilishi mumkin.
Optik tolaning ko'rinishi yorug'likni uzatish usulini hal qiladi, ammo bu uning yordamida har qanday yorug'lik juda uzoqqa uzatilishi mumkin degani emas. Faqat yuqori yorqinlik, sof rang, yaxshi yo'nalishli lazer, ma'lumotni uzatish uchun eng ideal yorug'lik manbai bo'lib, u tolaning bir uchidan kiritiladi, deyarli yo'qolmaydi va boshqa uchidan chiqadi. Shuning uchun optik aloqa asosan lazerli aloqa bo'lib, u katta sig'im, yuqori sifat, keng materiallar manbasi, kuchli maxfiylik, chidamlilik va boshqalar kabi afzalliklarga ega bo'lib, olimlar tomonidan aloqa sohasidagi inqilob sifatida e'tirof etiladi va bittadir. texnologik inqilobning eng yorqin yutuqlari.
Xabar vaqti: 29-iyun-2023