Quin és el principi i el funcionament dels làsers?

ComLàsersTreballar

Excepte els làsers d'electrons lliures, el principi bàsic de funcionament de tot tipus de làsers és el mateix. Les condicions essencials per a la generació del làser són la inversió del nombre de partícules i el guany més gran que la pèrdua, de manera que els components essencials del dispositiu inclouen la font d'excitació (o bombament) i el medi de treball amb un nivell d'energia metaestable. L'excitació és l'excitació del medi de treball a un estat excitat després d'absorbir energia externa, creant condicions per a la realització i manteniment de la inversió de la població de partícules. Els mètodes d'excitació inclouen l'excitació òptica, l'excitació elèctrica, l'excitació química i l'excitació d'energia nuclear.

El nivell d'energia metaestable del medi de treball fa que la radiació estimulada sigui dominant, aconseguint així l'amplificació de la llum. El component comú del làser és el ressonador, però el ressonador (vegeu ressonador òptic) no és una part essencial. El ressonador pot fer que els fotons de la cavitat tinguin una freqüència, una fase i una direcció de funcionament consistents, de manera que el làser tingui una bona direccionalitat i coherència. A més, pot escurçar molt bé la longitud de la substància de treball, i també pot ajustar el mode de la llum làser generada canviant la longitud de la cavitat ressonant (és a dir, la selecció del mode), de manera que generalment els làsers tenen una cavitat ressonant.

Un làser consta generalment de tres parts:

1. Substància de treball:el nucli del làser, només la substància que pot aconseguir la transició del nivell d'energia es pot utilitzar com a substància de treball del làser.

2. Foment de l'energia:La seva funció és donar energia a la substància de treball i excitar els àtoms des d'un nivell energètic baix fins a un nivell energètic elevat d'energia externa. Normalment hi pot haver energia lluminosa, energia tèrmica, energia elèctrica, energia química, etc.

3. Cavitat ressonant òptica:La primera funció és fer que la radiació estimulada de la substància de treball continuï; el segon és accelerar contínuament els fotons; el tercer és limitar la direcció de sortida del làser. El ressonador òptic més senzill consta de dos miralls paral·lels situats als dos extrems d'un làser HeNe. Quan alguns àtoms de neó passen entre els dos nivells d'energia que han aconseguit la inversió del nombre de partícules i irradien fotons paral·lels a la direcció del làser, aquests fotons es reflectiran d'anada i tornada entre els dos miralls, provocant així contínuament radiació estimulada, molt ràpidament un es produeix un làser bastant potent.

La llum pura i espectralment estable emesa pels làsers es pot utilitzar de moltes maneres

Làser Rubí:El làser original era un robí excitat per una bombeta brillant i intermitent, i el làser produït era un "làser polsat" en lloc d'un feix continu i constant. La qualitat de la velocitat de la llum produïda per aquest làser és fonamentalment diferent del làser produït pels díodes làser que utilitzem actualment. Aquesta emissió de llum intensa, que només dura uns pocs nanosegons, és ideal per capturar objectes que es mouen fàcilment, com ara retrats hologràfics de persones. El primer retrat làser va néixer l'any 1967. Els làsers de rubí requereixen rubís cars i només produeixen breus polsos de llum.

Làser He-Ne:El 1960 els científics Ali Javan, William R.Brennet Jr. i Donald Herriot van dissenyar el làser He-Ne. Va ser el primer làser de gas, un tipus d'equip utilitzat habitualment pels fotògrafs hologràfics. Dos avantatges: 1. Es genera una sortida làser contínua; 2. No es necessita cap bombeta per a l'excitació de la llum, i el gas és excitat per l'electricitat.

Díode làser:El díode làser és un dels làsers més utilitzats actualment. El fenomen de recombinació espontània d'electrons i forats a banda i banda de la unió PN del díode per emetre llum s'anomena emissió espontània. Quan els fotons generats per emissió espontània passen pel semiconductor, un cop passen prop dels parells electró-forat emesos, es poden estimular perquè es recombinin per generar nous fotons, que indueixen la recombinació de portadors excitats per emetre nous fotons El fenomen s'anomena estimulat. emissió.

Si el corrent injectat és prou gran, es formarà la distribució del portador oposada a l'estat d'equilibri tèrmic, és a dir, la població de les partícules s'inverteix. Quan s'inverteixen un gran nombre de portadors a la capa activa, una petita quantitat de fotons generats per radiació espontània generarà radiació induïda a causa de la reflexió recíproca als dos extrems del ressonador, donant lloc a una retroalimentació positiva de la ressonància selectiva de freqüència, o un guany per a una determinada freqüència. Quan el guany és més gran que la pèrdua d'absorció, es pot emetre llum coherent amb bones línies espectrals des de la unió PN: làser. La invenció dels díodes làser ha fet que les aplicacions làser siguin populars ràpidament, i diverses aplicacions com ara l'escaneig d'informació, la comunicació de fibra òptica, la gamma làser, el radar làser, els discos làser, els punters làser, la recollida de pagaments al supermercat, etc., s'estan desenvolupant i popularitzant constantment.

Informació de contacte:

Si teniu alguna idea, no dubteu a parlar amb nosaltres. Independentment d'on siguin els nostres clients i quins siguin els nostres requisits, seguirem el nostre objectiu d'oferir als nostres clients alta qualitat, preus baixos i el millor servei.