Laser is een apparaat dat laser kan uitzenden. Volgens het werkmedium kunnen lasers worden onderverdeeld in vier categorieën: gaslasers, vastestoflasers, halfgeleiderlasers en kleurstoflasers. Onlangs zijn vrije-elektronenlasers ontwikkeld. Krachtige lasers zijn meestal gepulseerd. Uitgang.
Het werkingsprincipe van laser: Behalve voor vrije-elektronenlasers zijn de basiswerkingsprincipes van verschillende lasers hetzelfde. De onmisbare voorwaarden voor lasergeneratie zijn populatie-inversie en winst groter dan verlies, dus de onmisbare componenten in het apparaat zijn excitatie- (of pomp-) bron en werkmedium met een metastabiel energieniveau. Excitatie betekent dat het werkmedium wordt opgewonden tot een opgewonden toestand na het absorberen van externe energie, waardoor voorwaarden worden gecreëerd voor het realiseren en behouden van de populatie-inversie. De excitatiemethoden omvatten optische excitatie, elektrische excitatie, chemische excitatie en excitatie door kernenergie. Het metastabiele energieniveau van het werkmedium zorgt ervoor dat de gestimuleerde straling domineert, waardoor optische versterking wordt gerealiseerd. Gemeenschappelijke componenten in lasers omvatten resonantieholte, maar resonantieholte (zie optische resonantieholte) is geen onmisbaar onderdeel. De resonantieholte kan ervoor zorgen dat de fotonen in de holte dezelfde frequentie, fase en looprichting hebben, zodat de laser een goede directionaliteit en coherentie heeft. Bovendien kan het de lengte van het werkmateriaal goed verkorten en kan het ook de modus van de gegenereerde laser aanpassen door de lengte van de resonantieholte te veranderen (dwz modusselectie), dus over het algemeen hebben lasers resonantieholtes.
De laser bestaat over het algemeen uit drie delen: 1. Werksubstantie: In de kern van de laser kan alleen de substantie die energieniveau-overgang kan bereiken, worden gebruikt als de werksubstantie van de laser. 2. Energie stimuleren: zijn functie is om energie te geven aan de werkende materie en om atomen op te wekken van een laag energieniveau naar een hoog energieniveau van externe energie. Gewoonlijk kan er lichtenergie, thermische energie, elektrische energie, chemische energie, enz. Zijn. 3. Optische resonantieholte: de eerste functie is om de gestimuleerde straling van de werksubstantie continu te laten doorgaan; de tweede is om de fotonen continu te versnellen; de derde is om de richting van de laseruitvoer te beperken. De eenvoudigste optische resonantieholte bestaat uit twee parallelle spiegels die aan beide uiteinden van een helium-neonlaser zijn geplaatst. Wanneer sommige neonatomen overgaan tussen de twee energieniveaus die populatie-inversie hebben bereikt, en fotonen uitstralen parallel aan de richting van de laser, zullen deze fotonen heen en weer worden gereflecteerd tussen de twee spiegels, waardoor continu gestimuleerde straling wordt veroorzaakt. Zeer sterk laserlicht wordt zeer snel geproduceerd.
De kwaliteit van het door de laser uitgezonden licht is puur en het spectrum is stabiel, wat op vele manieren kan worden gebruikt: Ruby laser: De originele laser was dat robijn werd geëxciteerd door een fel knipperende lamp, en de geproduceerde laser was een "pulslaser" in plaats van een continue en stabiele straal. De kwaliteit van de lichtsnelheid die door deze laser wordt geproduceerd, is fundamenteel anders dan de laser die wordt geproduceerd door de laserdiode die we nu gebruiken. Deze intense lichtafgifte die slechts enkele nanoseconden duurt, is zeer geschikt voor het vastleggen van gemakkelijk bewegende objecten, zoals holografische portretten van mensen. Het eerste laserportret werd geboren in 1967. Ruby-lasers hebben dure robijnen nodig en kunnen alleen korte lichtpulsen produceren.
He-Ne laser: In 1960 ontwierpen wetenschappers Ali Javan, William R. Brennet Jr. en Donald Herriot een He-Ne laser. Dit is de eerste gaslaser. Dit type laser wordt veel gebruikt door holografische fotografen. Twee voordelen: 1. Produceer continue laseroutput; 2. Geen flitslamp nodig voor lichte excitatie, maar gebruik elektrisch excitatiegas.
Laserdiode: De laserdiode is een van de meest gebruikte lasers. Het fenomeen van spontane recombinatie van elektronen en gaten aan beide zijden van de PN-overgang van de diode om licht uit te zenden, wordt spontane emissie genoemd. Wanneer het foton dat wordt gegenereerd door spontane straling door de halfgeleider gaat, kan het, zodra het de nabijheid van het uitgezonden elektron-gat-paar passeert, de twee prikkelen om te recombineren en nieuwe fotonen te produceren. Dit foton brengt de aangeslagen dragers ertoe om te recombineren en nieuwe fotonen uit te zenden. Het fenomeen wordt gestimuleerde emissie genoemd.
Als de geïnjecteerde stroom groot genoeg is, wordt de dragerverdeling tegengesteld aan de thermische evenwichtstoestand gevormd, dat wil zeggen de populatie-inversie. Wanneer de dragers in de actieve laag een groot aantal inversies hebben, produceert een kleine hoeveelheid spontane straling geïnduceerde straling als gevolg van de heen en weer gaande reflectie van de twee uiteinden van de resonantieholte, wat resulteert in frequentieselectieve resonante positieve feedback, of het verkrijgen van een bepaalde frequentie. Wanneer de versterking groter is dan het absorptieverlies, kan een coherent licht met goede spectraallijnen-laserlicht worden uitgezonden vanaf de PN-overgang. Door de uitvinding van de laserdiode kunnen lasertoepassingen snel populair worden. Verschillende soorten informatiescanning, optische vezelcommunicatie, laserafstandsmeting, lidar, laserschijven, laseraanwijzers, supermarktcollecties, enz., Worden voortdurend ontwikkeld en gepopulariseerd.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
