Ласер се односи на процес и инструмент генерисања колимираних, монохроматских, кохерентних светлосних снопова кроз појачање стимулисаног зрачења и неопходне повратне информације. У основи, ласерско генерисање захтева три елемента: „резонатор“, „медиј за појачање“ и „извор за пумпање“.
А. Принцип
Стање кретања атома се може поделити на различите енергетске нивое, а када атом пређе са високог енергетског нивоа на ниво ниске енергије, он ослобађа фотоне одговарајуће енергије (тзв. спонтано зрачење). Слично томе, када фотон упадне у систем енергетског нивоа и апсорбује га, то ће проузроковати прелазак атома са ниског енергетског нивоа на високи енергетски ниво (тзв. побуђена апсорпција); Затим ће неки од атома који прелазе на више енергетске нивое прећи на ниже енергетске нивое и емитовати фотоне (тзв. стимулисано зрачење). Ови покрети се не дешавају изоловано, већ често паралелно. Када створимо услове, као што је коришћење одговарајућег медијума, резонатора, довољно спољашњег електричног поља, стимулисано зрачење се појачава тако да више од стимулисане апсорпције, онда ће уопште бити емитовани фотони, што резултира ласерском светлошћу.
Б. Класификација
Према медијуму који производи ласер, ласер се може поделити на течни ласер, гасни ласер и чврсти ласер. Сада је најчешћи полупроводнички ласер нека врста ласера у чврстом стању.
Ц. Композиција
Већина ласера се састоји од три дела: система побуде, ласерског материјала и оптичког резонатора. Системи побуде су уређаји који производе светлосну, електричну или хемијску енергију. Тренутно, главна подстицајна средства која се користе су светлост, електрична енергија или хемијска реакција. Ласерске супстанце су супстанце које могу да произведу ласерску светлост, као што су рубини, берилијумско стакло, неонски гас, полупроводници, органске боје, итд. Улога контроле оптичке резонанце је да појача светлину излазног ласера, прилагоди и изабере таласну дужину и смер ласера.
Д. Апликација
Ласер се широко користи, углавном влакнаста комуникација, ласерско дометање, ласерско сечење, ласерско оружје, ласерски диск и тако даље.
Е. Историја
Године 1958. амерички научници Ксиаолуо и Товнес открили су магични феномен: када ставите светлост коју емитује унутрашња сијалица на кристал ретке земље, молекули кристала ће емитовати сјајну, увек заједно јаку светлост. Према овом феномену, они су предложили „принцип ласера“, то јест, када је супстанца узбуђена истом енергијом као и природна фреквенција осциловања њених молекула, она ће произвести ову јаку светлост која се не дивергира – ласер. Нашли су важне папире за ово.
Након објављивања резултата истраживања Сциола и Товнеса, научници из разних земаља су предлагали различите експерименталне шеме, али они нису били успешни. 15. маја 1960. године, Мејман, научник у лабораторији Хугхес у Калифорнији, објавио је да је добио ласер таласне дужине од 0,6943 микрона, који је био први ласер икада добијен од стране људи, и Мејман је тако постао први научник на свету увести ласере у практичну област.
Дана 7. јула 1960. године, Мејман је најавио рођење првог ласера на свету, Мејманова шема је да користи цев за блиц високог интензитета да стимулише атоме хрома у кристалу рубина, чиме се производи веома концентрисан танак стуб црвене светлости, када се испали. у одређеном тренутку може достићи температуру већу од површине сунца.
Совјетски научник Х.Γ Басов је изумео полупроводнички ласер 1960. године. Структура полупроводничког ласера се обично састоји од П слоја, Н слоја и активног слоја који формирају двоструки хетероспој. Његове карактеристике су: мала величина, висока ефикасност спајања, брза брзина одзива, таласна дужина и величина одговарају величини оптичког влакна, могу се директно модулисати, добра кохерентност.
Шесто, неки од главних праваца примене ласера
Ф. Ласерска комуникација
Коришћење светлости за пренос информација данас је веома уобичајено. На пример, бродови користе светла за комуникацију, а семафори користе црвену, жуту и зелену. Али сви ови начини преношења информација коришћењем обичне светлости могу бити ограничени само на кратке удаљености. Ако желите да преносите информације директно на удаљена места путем светлости, не можете користити обично светло, већ само ласере.
Дакле, како испоручити ласер? Знамо да се електрична енергија може преносити дуж бакарних жица, али се светлост не може преносити дуж обичних металних жица. У ту сврху, научници су развили филамент који може да преноси светлост, назван оптичко влакно, које се назива влакно. Оптичко влакно је направљено од специјалних стаклених материјала, пречника је тање од људске косе, обично 50 до 150 микрона, и веома меко.
У ствари, унутрашње језгро влакна је висок индекс преламања провидног оптичког стакла, а спољни премаз је направљен од стакла или пластике са ниским индексом преламања. Таква структура, с једне стране, може учинити да се светлост прелама дуж унутрашњег језгра, баш као што вода тече напред у водоводној цеви, струја која се преноси напред у жици, чак и ако хиљаде обртаја и обрта немају ефекта. С друге стране, премаз са ниским индексом преламања може спречити цурење светлости, као што цев за воду не продире и изолациони слој жице не проводи електричну енергију.
Појава оптичког влакна решава начин преношења светлости, али то не значи да се њиме било која светлост може пренети на веома далеко. Само висока осветљеност, чиста боја, добар усмерени ласер, је најидеалнији извор светлости за пренос информација, улази се са једног краја влакна, скоро без губитка и излаза са другог краја. Дакле, оптичка комуникација је у суштини ласерска комуникација, која има предности великог капацитета, високог квалитета, широког извора материјала, јаке поверљивости, издржљивости, итд., а научници је поздрављају као револуцију у области комуникације, и једна је од њих. од најсјајнијих достигнућа у технолошкој револуцији.
Време поста: 29.06.2023