Лазер относится к процессу и прибору генерации коллимированных, монохроматических, когерентных световых пучков посредством стимулированного усиления радиации и необходимой обратной связи. По сути, для лазерной генерации требуется три элемента: «резонатор», «среду усиления» и «источник накачки».
А. Принцип
Состояние движения атома может быть разделено на разные уровни энергии, а когда атом переходит от высокого уровня энергии на низкий уровень энергии, он выделяет фотоны соответствующей энергии (так называемое спонтанное излучение). Аналогичным образом, когда фотон зависит от системы энергетического уровня и поглощается им, он приведет к переходу атома от низкого уровня энергии к высокому уровню энергии (так называемое возбужденное поглощение); Затем некоторые из атомов, которые переходят к более высоким уровням энергии, будут переходить к более низким уровням энергии и излучают фотоны (так называемое стимулированное излучение). Эти движения происходят не в изоляции, но часто параллельно. Когда мы создаем условие, такое как использование соответствующей среды, резонатор, достаточно внешнего электрического поля, стимулированное излучение усиливается, так что больше, чем стимулированное поглощение, тогда в целом будут испускаются фотоны, что приведет к лазерному свету.
Б. Классификация
Согласно среде, которая производит лазер, лазер можно разделить на жидкий лазер, газовый лазер и твердый лазер. Теперь наиболее распространенным полупроводниковым лазером является своего рода твердотельный лазер.
C. Композиция
Большинство лазеров состоят из трех частей: система возбуждения, лазерный материал и оптический резонатор. Системы возбуждения - это устройства, которые производят легкую, электрическую или химическую энергию. В настоящее время основными стимулирующими средствами являются световые, электричество или химическая реакция. Лазерные вещества - это вещества, которые могут вырабатывать лазерный свет, такие как рубины, бериллиевое стекло, неоновый газ, полупроводники, органические красители и т. Д. Роль оптического резонансного контроля заключается в повышении яркости выходного лазера, корректировки и выбора длины волны и направления лазера.
D. Приложение
Лазер широко используется, в основном оптоволоконные связи, лазерное дальности, лазерная резка, лазерное оружие, лазерный диск и так далее.
Э. История
В 1958 году американские ученые Сяолуо и Таунс обнаружили волшебное явление: когда они ставят свет, излучаемый внутренней лампочкой на кристалл редкоземелью, молекулы кристалла будут излучать яркий, всегда вместе прочный свет. Согласно этому явлению, они предложили «лазерный принцип», то есть, когда вещество возбуждается той же энергией, что и частота естественных колебаний его молекул, оно создает этот сильный свет, который не расходится - лазер. Они нашли важные статьи для этого.
После публикации результатов исследований Sciolo и Townes ученые из разных стран предложили различные экспериментальные схемы, но они не были успешными. 15 мая 1960 года Мэйман, ученый из лаборатории Хьюз в Калифорнии, объявил, что он получил лазер с длиной волны 0,6943 микрона, который был первым лазером, когда -либо полученным людьми, и Мэйман, таким образом, стал первым ученым в мире, который ввел лазеры в практическую область.
7 июля 1960 года Мэйман объявил о рождении первого в мире лазера, схема Mayman состоит в том, чтобы использовать высокоинтенсивную флэш-трубку для стимуляции атомов хрома в рубиновом кристалле, что приводит к тому, что он создает очень концентрированную колонку с тонким красным светом, когда она запускается в определенную точку, она может достигать температуры выше поверхности солнца.
Советский ученый H.γ Basov изобрел полупроводник лазер в 1960 году. Структура полупроводникового лазера обычно состоит из слоя P, N -слоя и активного слоя, которые образуют двойную гетеропереход. Его характеристики: небольшой размер, высокая эффективность связи, скорость быстрого отклика, длина волны и размер, подходящие для оптического размера волокна, могут быть непосредственно модулированы, хорошая когерентность.
Шесть, некоторые из основных направлений применения лазера
Ф. Лазерная связь
Использование света для передачи информации сегодня очень распространено. Например, корабли используют свет для общения, а светофоры используют красный, желтый и зеленый. Но все эти способы передачи информации с использованием обычного света могут быть ограничены только короткими расстояниями. Если вы хотите передавать информацию непосредственно в отдаленные места через свет, вы не можете использовать обычный свет, но использовать только лазеры.
Так как же доставить лазер? Мы знаем, что электричество можно переносить вдоль медных проводов, но свет не может быть переносится вдоль обычных металлических проводов. С этой целью ученые разработали нити, которая может передавать свет, называемый оптическим волокном, называемый волокном. Оптическое волокно изготовлено из специальных стеклянных материалов, диаметр тоньше человеческих волос, обычно от 50 до 150 микрон и очень мягким.
Фактически, внутреннее ядро волокна представляет собой высокий показатель преломления прозрачного оптического стекла, а внешнее покрытие изготовлено из низкого показателя преломления стекла или пластика. Такая структура, с одной стороны, может сделать свет, преломляющийся вдоль внутреннего ядра, точно так же, как вода, текущая вперед в водопроводной трубе, электричество, передаваемое вперед в проводе, даже если тысячи поворотов не имеют эффекта. С другой стороны, низкорефракционное показательское покрытие может предотвратить вытекание света, так же, как водяная труба не просачивается, а изоляционный слой провода не проводит электричество.
Внешний вид оптического волокна решает путь передачи света, но это не означает, что с ним любой свет может быть передан очень далеко. Только высокая яркость, чистый цвет, хороший направленный лазер, является наиболее идеальным источником света для передачи информации, он вводится с одного конца волокна, почти без потерь и вывода с другого конца. Следовательно, оптическая связь - это, по сути, лазерная связь, которая обладает преимуществами больших возможностей, высокого качества, широкого источника материалов, сильной конфиденциальности, долговечности и т. Д., И ученые провозглашается революцией в области общения и является одним из самых блестящих достижений в технологической революции.
Время сообщения: 29-29 июня