Lazer, uyarılmış radyasyon amplifikasyonu ve gerekli geri bildirim yoluyla toplanmış, monokromatik, tutarlı ışık ışınları üretme işlemini ve cihazını ifade eder. Temel olarak, lazer üretimi üç unsur gerektirir: bir “rezonatör”, “kazanç ortamı” ve “pompalama kaynağı”.
A. İlke
Bir atomun hareket durumu farklı enerji seviyelerine ayrılabilir ve atom yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine geçtiğinde, karşılık gelen enerji fotonlarını (spontan radyasyon olarak adlandırılır) serbest bırakır. Benzer şekilde, bir enerji seviyesi sisteminde bir foton oluştuğunda ve onun tarafından emildiğinde, atomun düşük enerji seviyesinden yüksek enerji seviyesine geçmesine neden olur (uyarılmış emilim); Daha sonra, daha yüksek enerji seviyelerine geçişin bazı atomları daha düşük enerji seviyelerine geçecek ve fotonlar yayar (uyarılmış radyasyon olarak adlandırılır). Bu hareketler tek başına değil, genellikle paralel olarak gerçekleşir. Uygun ortamı, rezonatör, yeterli harici elektrik alanını kullanma gibi bir durum oluşturduğumuzda, uyarılmış radyasyon, uyarılmış emilimden daha fazlası olacak şekilde amplifiye edilir, sonra genel olarak, lazer ışığı ile sonuçlanan fotonlar olacaktır.
B. Sınıflandırma
Lazeri üreten ortama göre, lazer sıvı lazer, gaz lazeri ve katı lazere bölünebilir. Şimdi en yaygın yarı iletken lazer bir tür katı hal lazerdir.
C. bileşim
Çoğu lazer üç bölümden oluşur: uyarma sistemi, lazer malzemesi ve optik rezonatör. Uyarma sistemleri, ışık, elektrik veya kimyasal enerji üreten cihazlardır. Şu anda, kullanılan ana teşvik araçları ışık, elektrik veya kimyasal reaksiyondur. Lazer maddeleri, yakutlar, berilyum camı, neon gazı, yarı iletkenler, organik boyalar, vb. Lazer ışığı üretebilen maddelerdir. Optik rezonans kontrolünün rolü, çıkış lazerinin parlaklığını arttırmak, lazerin dalga boyu ve yönünü ayarlamak ve seçmektir.
D. Uygulama
Lazer yaygın olarak kullanılır, esas olarak fiber iletişimi, lazer menzili, lazer kesimi, lazer silahları, lazer disk vb.
E. Tarih
1958'de Amerikalı bilim adamları Xiaoluo ve Townes büyülü bir fenomen keşfettiler: iç ampul tarafından yayılan ışığı nadir bir toprak kristaline koyduklarında, kristalin molekülleri parlak, her zaman birlikte güçlü ışık yayar. Bu fenomene göre, “lazer prensibi” önerdiler, yani madde moleküllerinin doğal salınım frekansı ile aynı enerji ile heyecanlandığında, farklı olmayan bu güçlü ışığı üretecektir - lazer. Bunun için önemli makaleler buldular.
Sciolo ve Townes'un araştırma sonuçlarının yayınlanmasından sonra, çeşitli ülkelerden bilim adamları çeşitli deney planları önerdiler, ancak başarılı olmadılar. 15 Mayıs 1960'ta, Kaliforniya'daki Hughes Laboratuvarı'nda bir bilim adamı olan Mayman, 0.6943 mikron dalga boyuna sahip bir lazer elde ettiğini açıkladı, bu da insanlar tarafından elde edilen ilk lazerdi ve Mayman, dünyada pratik alana lazerler getiren ilk bilim adamı oldu.
7 Temmuz 1960'ta Mayman, dünyanın ilk lazerinin doğumunu duyurdu, Mayman'ın şeması, bir yakut kristalinde krom atomlarını uyarmak için yüksek yoğunluklu bir flaş tüpü kullanmak, böylece çok konsantre bir ince kırmızı ışık kolonu üretiyor, böylece belirli bir noktada ateşlendiğinde, güneşin yüzeyinden daha yüksek bir sıcaklığa ulaşabilir.
Sovyet bilim adamı H.γ Basov, 1960 yılında yarı iletken lazeri icat etti. Yarıiletken lazerin yapısı genellikle p tabakası, n tabakası ve aktif tabakadan oluşur. Özellikleri şunlardır: küçük boyut, yüksek bağlantı verimliliği, hızlı tepki hızı, dalga boyu ve optik fiber boyutuna uygun boyut, doğrudan modüle edilebilir, iyi tutarlılık.
Altı, lazerin ana uygulama yönlerinden bazıları
F. Lazer İletişimi
Bilgi iletmek için ışık kullanmak bugün çok yaygındır. Örneğin, gemiler iletişim kurmak için ışıklar kullanır ve trafik ışıkları kırmızı, sarı ve yeşil kullanır. Ancak, sıradan ışık kullanarak bilgi iletmenin tüm bu yolları sadece kısa mesafelerle sınırlı olabilir. Bilgiyi doğrudan ışık yoluyla uzak yerlere iletmek istiyorsanız, sıradan ışık kullanamazsınız, ancak yalnızca lazer kullanamazsınız.
Peki lazeri nasıl teslim ediyorsunuz? Elektriğin bakır teller boyunca taşınabileceğini biliyoruz, ancak ışık sıradan metal teller boyunca taşınamıyor. Bu amaçla, bilim adamları, fiber olarak adlandırılan optik fiber adı verilen ışığı iletebilen bir filaman geliştirdiler. Optik fiber özel cam malzemelerden yapılmıştır, çap, bir insan saçından daha incedir, genellikle 50 ila 150 mikron ve çok yumuşaktır.
Aslında, fiberin iç çekirdeği şeffaf optik camın yüksek kırılma indisidir ve dış kaplama düşük kırılma indeks cam veya plastikten yapılmıştır. Böyle bir yapı, bir yandan, tıpkı su borusunda öne doğru akan su gibi, binlerce bükülme ve dönüşün bir etkisi olmasa bile, telde öne iletilen elektrik gibi ışığı iç çekirdek boyunca kırdırabilir. Öte yandan, tıpkı su borusunun sızmadığı ve telin yalıtım tabakası elektrik yapmadığı gibi, düşük refraktif indeks kaplama ışığın sızmasını önleyebilir.
Optik fiberin görünümü, ışığı iletmenin yolunu çözer, ancak onunla birlikte, herhangi bir ışığın çok uzaklara iletilebileceği anlamına gelmez. Sadece yüksek parlaklık, saf renk, iyi yönlü lazer, bilgi iletmek için en ideal ışık kaynağıdır, fiberin bir ucundan girilir, diğer uçtan neredeyse hiç kayıp ve çıktı değildir. Bu nedenle, optik iletişim aslında büyük kapasite, yüksek kaliteli, geniş malzeme kaynağı, güçlü gizlilik, dayanıklılık, vb. Avantajlarına sahip lazer iletişimidir ve bilim adamları tarafından iletişim alanında bir devrim olarak selamlanır ve teknolojik devrimdeki en parlak başarılardan biridir.
Gönderme Zamanı:-29 Haziran-2023