Princip lasera
(1) atomske osnove.
U svemiru postoji samo oko 100 različitih atoma. Sve što vidimo kombinacija je tih 100-ak atoma na vrlo konačan način. Raspored tih atoma određuje sastav čaše vode, metala ili mjehurića u boca soda! Atom je vječno gibanje. Vibriraju, pomiču se i rotiraju, pa čak se i atomi koji čine naša sjedala neprestano kreću. Čvrsta se zapravo kreće! Atomi imaju nekoliko različitih stanja pobude, drugim riječima, imaju različite energije .Ako je atom obdaren s dovoljno energije, može se popeti od razine energije u osnovnom stanju do razine energije uzbuđenog. struja.
(2) osnovni princip atoma koji tvore lasere.
Razmislite o strukturi atoma. Čak i uz modernu tehnologiju ne možemo vidjeti' ne vidimo diskretne orbitale elektrona, ali korisno je&# 39 smatrati ove orbitale atomima u različitim energetskim razinama. Drugim riječima , ako bismo zagrijali atome, neki elektroni u niskoenergetskim orbitalama mogli bi se pobuditi i skočiti na višu energetsku orbitu dalje od jezgre. Iako je ovaj opis jednostavan, otkriva srž principa atoma koji tvore lasere. Nakon elektron skoči u višu energetsku orbitu, i dalje se mora vratiti u osnovno stanje.U tom procesu elektroni oslobađaju energiju u obliku fotona (lagane čestice). Otkrićete da atomi neprestano oslobađaju energiju u obliku fotoni. Na primjer, grijaći element u pećnici postaje svijetlocrven, a crveni je crveni foton koji emitira toplina atoma. Kad pogledate slike na TV zaslonu, vidite da su atomi fosfora izloženi različitim bojama svjetlosti koju emitiraju velike brzine e lektroni. Svaki objekt koji emitira svjetlost, uključujući fluorescentna svjetla, plinske lampe i žarulje sa žarnom niti, emitira se promjenom elektronskih orbitala i oslobađanjem fotona.
(3) odnos između lasera i atoma.
Laser je uređaj koji kontrolira oslobađanje fotona koje emitiraju pobuđeni atomi." Laserski" je skraćenica od pojačanja svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja (pojačano svjetlosno pojačanje svjetla). Ovo ime ukratko opisuje kako laser radi. Iako postoji mnogo vrsta lasera, oni imaju neke osnovne karakteristike. U laseru se laserski medij mora pumpati da pobude atome. Općenito govoreći, bljeskovi ili pražnjenje visokog intenziteta mogu pumpati pobuđeni medij, koji može proizvesti velik broj pobuđenih stanja (uključujući atome elektrona visoke energije). Laser mora imati velik broj pobuđenih atoma da bi mogao učinkovito raditi .Općenito se atomi moraju stimulirati da se podignu na dvije ili tri razine energije iznad osnovnog stanja.To povećava stupanj inverzije broja čestica.Inverzija broja čestice je broj atoma u pobuđenom stanju i broj atoma u osnovnom stanju.Kada se laserski medij pumpa, uključuje seriju atoma s pobuđenim elektronima.Uzbuđeni elektroni imaju veću energiju od elektrona niskog stupnja. Baš poput el ektroni mogu apsorbirati određenu količinu energije do pobuđenog stanja, elektroni mogu osloboditi tu energiju. Kao što je prikazano na donjoj slici, elektroni mogu osloboditi dio svoje energije sve dok prelaze na nižu razinu. Oslobođena energija transformira se u oblik fotona (svjetlosne energije). Emitirani foton ima specifičnu valnu duljinu (boju), koja ovisi o energetskom stanju elektrona kada se foton oslobodi. Dva atoma s istim elektronskim stanjem oslobađaju fotone iste valne duljine.
(4) laserski laser uvelike se razlikuje od običnog svjetla.
Ima sljedeće značajke: emisija lasera je jednobojna. Laser sadrži svjetlost koja ima specifičnu valnu duljinu (odnosno određenu boju). Valna duljina svjetlosti određuje se energijom koju elektron oslobađa natrag na nisku energiju orbita. Emitirani laser ima dobru koherenciju. Laser ima bolju strukturu i svaki foton slijedi ostala kretanja fotona. Drugim riječima, valovi svih fotona su potpuno isti. Laser ima dobru usmjerenost. Laserski zrak je kompaktan, koncentriran i vrlo energičan. Umjesto toga, svjetlost od svjetiljke raspršuje se u više smjerova, sa slabom energijom i niskom koncentracijom. Da biste postigli ove tri karakteristike, trebate proći postupak koji se naziva stimulirana emisija. Ovaj se fenomen vjerojatno neće dogoditi u normalnoj baterijskoj svjetiljci jer su njegovi atomi nasumično emitirani fotoni. Kad je ispaljen, atom je organizirana emisija fotona. Foton koji emitira atom ima specifičnu valnu duljinu, koja ovisi o razlici u energiji između pobuđenog stanja i osnovnog stanja. Ako foton (s određenom energijom i fazom) naiđe na drugi atom, a atom ima elektron u istom pobuđenom stanju, to može potaknuti pobudu. Prvi foton može ili pobuditi ili dovesti atom da emitira fotone, a zatim emitirati fotone (fotone koje emitira drugi atom) koji vibriraju u istoj frekvenciji i smjeru kao što foton ulazi u foton. Druga ključna komponenta lasera je par zrcala, smješten u suprotni krajevi laserskog medija.Foton određene valne duljine i faze reflektira se naprijed-natrag između laserskog medija refleksijom zrcala na oba kraja.U tom će procesu potaknuti više elektrona orbitijom visoke energije do niske -skakanje energetske staze, koje emitiraju više iste valne duljine i faze fotona, koji će tada imati&"vodopad GG"; efekt, a zatim je brzo prikupio velik broj iste valne duljine u laseru i fazi fotona. Zrcalo na jednoj strani lasera KORISTI&"polureflektirajući GG"; premaz, što znači da odbija samo dio svjetlosti, dok druga svjetlost može prodrijeti. Prodiruća svjetlost je laser.