Pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja ili skraćeno laser je uređaj koji procesom stimulirane emisije stvara i pojačava elektromagnetsko zračenje određene frekvencije. U laseru sve svjetlosne zrake imaju istu valnu duljinu i koherentne su; mogu putovati na velike udaljenosti bez difuzije.
Da bismo razumjeli kako laseri rade, moramo razumjeti kako atom emitira svjetlost. Atom je najmanja čestica na svijetu i sadrži elektrone. Uvođenjem dodatnog fotona u atom, elektroni su prisiljeni prijeći na višu energetsku razinu, a atom je sada u pobuđenom stanju. Međutim, pobuđeni atom je nestabilan i elektroni se uvijek pokušavaju vratiti u svoje osnovno stanje, otpuštajući tako višak energije koji je izvorno stekao, kao foton svjetlosnog zračenja. Ovaj proces se naziva spontana emisija, kao što je prikazano na slici ispod. 1.
Laser sadrži komoru u kojoj se pobuđuju atomi medija, dovodeći njihove elektrone u više orbite s višim energetskim stanjima. Kada jedan od tih elektrona skoči u niže energetsko stanje, svoju dodatnu energiju odaje kao foton s određenom frekvencijom. Uvođenjem više fotona u sustav, fotoni će na kraju naići na drugi atom s pobuđenim elektronom, koji će stimulirati taj elektron da se vrati u svoje izvorno stanje, emitirajući dva ili više fotona s istom frekvencijom kao i prvi iu fazi s njim . Ovaj efekt kaskadno prolazi kroz komoru, neprestano stimulirajući druge atome da emitiraju još koherentnije fotone, a taj se proces naziva stimuliranim emisijama. Drugim riječima, svjetlost je pojačana, kao što je prikazano na slici 2
Nadalje, zrcala na oba kraja komore uzrokuju da se svjetlost odbija naprijed-natrag preko medija. Jedno od zrcala je djelomično prozirno, što omogućuje izlazak laserske zrake iz tog kraja komore. Održavanjem dovoljnog broja atoma u mediju pomoću vanjskog izvora energije u višem energetskom stanju kontinuirano se potiču emisije, a taj se proces naziva inverzija naseljenosti. U konačnici, stvara tok koherentnih fotona koji je vrlo koncentriran snop snažnog laserskog svjetla. Laseri imaju mnoge industrijske, vojne i znanstvene namjene, uključujući zavarivanje, otkrivanje ciljeva, mikroskopsku fotografiju, optička vlakna, kirurgiju itd.
Vrste lasera:
Postoji mnogo različitih vrsta lasera, a dolje je pet glavnih vrsta.
1. Plinski laseri – pr. HeNe plinski laser i CO2 laseri koji emitiraju stotine vata snage. Obično se koriste za rezanje i zavarivanje u industriji.
2. Kemijski laseri – pokretani kemijskom reakcijom koja dopušta veliku količinu energije, uglavnom za vojnu upotrebu i vrlo velike valne duljine. npr. Hidrogen fluorid laser 2700nm.
3. Solid-state laseri – optički pumpani upotrebom krutog medija koji je dopiran, kao što je kristalno ili staklo dopirano ionima. Primjer bi bio laserski pokazivač.
4. Vlaknasti laseri – svjetlost se vodi zahvaljujući unutarnjoj refleksiji u optičkom vlaknu. Danas su nadaleko poznati po svojoj visokoj izlaznoj snazi i visokoj optičkoj kvaliteti, kao i dugom životnom vijeku. Razlog leži u svojstvima vlakana koja daju visok omjer površine i volumena, što omogućuje učinkovito hlađenje pri podržavanju kilovata kontinuirane izlazne snage. Svojstva vlakana za vođenje valova pomažu u održavanju jačine signala i minimaliziraju izobličenje. Svjetlovodni laseri danas se široko koriste za telekomunikacije koje se prostiru na područjima dugim nekoliko kilometara.
5. Poluvodički laseri – električno pumpani
a) Diode koje emitiraju svjetlost (LED) - U diodi formiranoj od poluvodiča s izravnim razmakom pojasa, kao što je galijev arsenid, nosioci koji prelaze spoj emitiraju fotone kada se rekombiniraju s većinskim nosačem na drugoj strani. Ovisno o materijalu, mogu se proizvesti valne duljine (ili boje) od infracrvene do bliske ultraljubičaste. Sve LED diode proizvode nekoherentno svjetlo uskog spektra. LED se također mogu koristiti kao niskoučinkovite fotodiode u signalnim aplikacijama. LED se može upariti s fotodiodom ili fototranzistorom u istom paketu, kako bi se formirao opto-izolator.
b) Laserske diode - Kada se struktura slična LED-u nalazi u rezonantnoj šupljini formiranoj poliranjem paralelnih krajeva, može se formirati laser. Laserske diode obično se koriste u optičkim uređajima za pohranu podataka i za brzu optičku komunikaciju.
Laserska dioda je laser u kojem je medij poluvodič, formiran od pn spoja, kao što je prikazano na slici 3, i napajan električnom strujom. Za različite vrste struktura laserske diode pogledajte Dodatak 3. U osnovi, laserska dioda je kombinacija poluvodičkog čipa koji emitira koherentnu svjetlost i monitorskog fotodiodnog čipa za povratnu kontrolu izlazne snage, u hermetički pakiranom i zatvorenom kućištu.
Poluvodički materijali koji se koriste za izradu pn spojnih dioda koje danas emitiraju svjetlost su: galijev arsenid, indijev fosfid, galijev antimonid i galijev nitrid. Razlog zašto se oni koriste je zbog tri-pet svojstava spojeva u kemijskom periodnom sustavu. Materijali moraju biti jako dopirani kako bi se stvorile P – N regije, što isključuje druge, ostavljajući skupine od tri do pet idealnih opcija.
Njihove se valne duljine mogu podešavati promjenom omjera sastava. Na primjer, valna duljina laserske zrake koju proizvodi InP supstrat može se povećati povećanjem sadržaja indija ili smanjenjem postotka sadržaja fosfata. Veća valna duljina obično označava dužu udaljenost putovanja.
Prema Wikipediji, laserske diode brojčano su najčešća vrsta lasera, s prodajom približno 733 milijuna diodnih lasera u 2004., u usporedbi sa 131 000 drugim vrstama lasera. Laserske diode nalaze široku primjenu u telekomunikacijama kao lako modulirani i lako spregnuti izvori svjetlosti za komunikaciju optičkim vlaknima.
Brandnew može ponuditi diodne lasere velike snage i sustave u širokom rasponu izlaznih snaga i valnih duljina, uključujući laserski čip, lasersku diodu spojenu s vlaknima, jednu traku i niz diodnih lasera velike snage. Snage BrandNewsa su u talentiranim zaposlenicima, kvalitetnom inženjeringu, kontroli procesa, razvoju proizvoda i masovnoj proizvodnji. Naš asortiman proizvoda daje ovaj osjećaj našim kupcima koji brzo shvaćaju da im naša rješenja pomažu uštedjeti vrijeme u njihovom RD fotonskom sustavu i radu na integraciji.
Naša adresa
B-1508 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Broj telefona
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
