Wie funktioniert der laser
Mit Ausnahme von freie-Elektronen-Laser sind die Grundprinzipien der Arbeit von verschiedenen Lasern die gleichen. Die unabdingbare Voraussetzung für die Erzeugung von Laserlicht ist, dass die Besetzungsinversion und Gewinn größer als der Verlust, sind so sind unverzichtbare Bestandteile des Gerätes die Erregung (oder Pumpen) Quelle und das Arbeitsmedium mit dem metastabilen Energieniveaus. Erregung ist die Anregung von das Arbeitsmedium der angeregten Zustand, Schaffung der Voraussetzungen für die Erreichung und Aufrechterhaltung der Besetzungsinversion begeistern. Die Anreizmethoden gehören optischer Anregung, elektrischen Erregung, chemische Erregung und Kernenergie Erregung.
Das metastabile Energieniveau das Arbeitsmedium ist so, dass die stimulierte Strahlung dominiert, wodurch eine optische Verstärkung. Ein üblicher Bestandteil eines Lasers ist ein resonantes Hohlraum, aber die resonante Hohlraum (siehe optischen Resonator) ist kein unverzichtbarer Bestandteil. Die resonante Hohlraum ermöglicht die Photonen im Hohlraum, eine einheitliche Frequenz, Phase und Fahrtrichtung, wodurch des Lasers haben gute Richtwirkung und Kohärenz zu haben. Darüber hinaus kann die Länge der Arbeitsstoff auch verkürzen, und können auch den Modus des generierten Lasers durch die Längenänderung des Hohlraums (dh, Modusauswahl), so dass der Laser im Allgemeinen einen klangvollen Hohlraum hat.
Der Laser besteht im Allgemeinen aus drei Teilen
(1) Arbeitsstoff: der Kern des Lasers, nur das Material, das Energieniveau Übergang erreichen kann als Arbeitsstoff des Lasers verwendet werden.
2, Incentive Energie: seine Aufgabe ist es, Energie zu den Arbeitsstoff geben, das Atom freut sich aus niedrigen Energieniveau, die hohe Energie der Fremdenergie. In der Regel gibt es Licht-Energie, thermische Energie, elektrische Energie, chemische Energie und so weiter.
(3) optischen Resonanz Resonator: die erste Aktion soll die stimulierte Strahlung der Arbeitsstoff kontinuierlich; Das zweite ist, das Photon kontinuierlich zu beschleunigen; die dritte ist, die Richtung der Laserleistung zu begrenzen. Die einfachsten optischen Resonator besteht aus zwei parallel zueinander verlaufende spiegeln an den Enden der HeNe-Laser. Wenn einige Deuterium-Atome Übergang zwischen zwei Energieniveaus, die Partikel Inversion zu erreichen, und emittieren Photonen parallel zur Richtung des Lasers, diese Photonen hin und her zwischen den beiden Spiegeln reflektiert, stimuliert wodurch ständig Strahlung. Ein sehr starker Laser ist sehr schnell hergestellt.
Das reine leichte und stabile-Spektrum des Lasers kann in vielen Bereichen angewendet werden.
Rubin-Laser: Der original Laser war ein Rubin, der durch eine helle Blitzlampe angeregt wurde. Der Laser produziert wurde "gepulste Laser" anstatt einem kontinuierlich stabile Balken. Die Qualität der von diesen Laser erzeugte Licht unterscheidet sich im Wesentlichen aus dem Laser produziert durch die Laserdiode, die wir heute benutzen. Diese intensive Lichtemission, die nur wenige Nanosekunden dauert, ist ideal für die Erfassung der Objekte, die leicht zu bewegen, z. B. Porträts von holographischen Porträts. Das erste Laser-Porträt wurde 1967 geboren. Rubin-Laser erfordern teure Rubine und kann nur kurze Bursts von Licht produzieren.
Helium-Laser: In 1960 Wissenschaftler Ali Javan, William R. Brennet Jr. und Donald Herriot gestaltet den HeNe-Laser. Dies ist das erste Gas-Laser, der gewöhnlich in holographischen Fotografen. Zwei Vorteile: 1. produzieren kontinuierliche Laserleistung; 2. Nein müssen für Blitzröhre durchführen leichte Erregung, aber elektrische Erregung Gas zu verwenden.
Dioden Laser: Laserdioden sind einer der am häufigsten verwendeten Laser. Das Phänomen der spontanen Rekombination von Elektronen und Löcher auf beiden Seiten des PN-Übergang einer Diode ist spontane Emission genannt. Wenn die Photonen, die durch spontane Emission erzeugt durch den Halbleiter passieren, nach Durchgang durch die emittierte Elektron-Loch-Paare, können, um neue Photonen zu erzeugen, die zu die aufgeregt Träger induzieren zu rekombinieren und neue Photonen emittieren rekombinieren sie angeregt werden. Das Phänomen nennt man stimulierte Strahlung.
Wenn die Injektion aktuelle groß genug ist, eine Verteilung der Träger gegenüber den thermischen Beharrungszustand Zustand gebildet wird, das heißt, die Einwohnerzahl wird umgekehrt. Wenn die Träger in der aktiven Schicht in eine große Anzahl von Auflösungen sind, eine kleine Menge von spontan erzeugten Photonen erzeugen induktive Strahlung durch gegenseitige Reflexion an beiden Enden der resonanten Hohlraum, wodurch selektive Feedback von der selektive Resonanz Frequenz bzw. die Verstärkung für eine bestimmte Frequenz. Wenn die Verstärkung der Absorption Verlust übersteigt, kann ein kohärentes Licht mit einer guten Spektrallinie der Laser aus der PN-Übergang ausgegeben werden. Die Erfindung von Laserdioden ermöglicht die schnelle Anwendung der Laser-Anwendungen, verschiedene Arten von Informationen scannen, Faser optische Kommunikation, Laser bis hin, Laser-Radar, Laser Disks, Laserpointer, Supermarkt Sammlungen, etc., und verschiedene Anwendungen werden ständig entwickelt und popularisiert.
