Mga prinsipyo at uri ng laser

Mga Prinsipyo at Uri nglaser
Ano ang laser?
LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation); Para sa mas malinaw na ideya, tingnan ang larawan sa ibaba:

Ang isang atomo sa mas mataas na antas ng enerhiya ay kusang lumilipat sa mas mababang antas ng enerhiya at naglalabas ng photon, isang prosesong tinatawag na kusang radyasyon.
Ang popular ay maaaring maunawaan bilang: ang isang bola sa lupa ang pinakaangkop na posisyon nito, kapag ang bola ay itinulak sa hangin ng panlabas na puwersa (tinatawag na pumping), sa sandaling mawala ang panlabas na puwersa, ang bola ay mahuhulog mula sa isang mataas na altitude, at maglalabas ng isang tiyak na dami ng enerhiya. Kung ang bola ay isang partikular na atomo, ang atomo na iyon ay naglalabas ng isang photon ng isang partikular na wavelength sa panahon ng transisyon.

Pag-uuri ng mga laser
Pinagkadalubhasaan na ng mga tao ang prinsipyo ng pagbuo ng laser, at nagsimula nang bumuo ng iba't ibang anyo ng laser. Kung ang uri ng materyal na ginagamit sa paggawa ng laser ay maaaring hatiin sa gas laser, solid laser, semiconductor laser, atbp.
1, klasipikasyon ng gas laser: atom, molekula, ion;
Ang gumaganang sangkap ng gas laser ay gas o metal na singaw, na nailalarawan sa pamamagitan ng malawak na hanay ng wavelength ng output ng laser. Ang pinakakaraniwan ay ang CO2 laser, kung saan ang CO2 ay ginagamit bilang gumaganang sangkap upang makabuo ng infrared laser na 10.6um sa pamamagitan ng paggulo ng electrical discharge.
Dahil ang gumaganang sangkap ng gas laser ay gas, ang kabuuang istraktura ng laser ay masyadong malaki, at ang output wavelength ng gas laser ay masyadong mahaba, ang pagganap ng pagproseso ng materyal ay hindi maganda. Samakatuwid, ang mga gas laser ay agad na inalis sa merkado, at ginamit lamang sa ilang partikular na lugar, tulad ng pagmamarka ng laser ng ilang mga plastik na bahagi.
2, solidong laserklasipikasyon: ruby, Nd:YAG, atbp.;
Ang gumaganang materyal ng solid state laser ay ruby, neodymium glass, Yttrium aluminum garnet (YAG), atbp., na isang maliit na halaga ng mga ion na pantay na isinama sa kristal o salamin ng materyal bilang matrix, na tinatawag na mga aktibong ion.
Ang solid-state laser ay binubuo ng isang gumaganang sangkap, isang sistema ng pagbomba, isang resonator, at isang sistema ng paglamig at pagsala. Ang itim na parisukat sa gitna ng imahe sa ibaba ay isang kristal ng laser, na mukhang isang mapusyaw na transparent na salamin at binubuo ng isang transparent na kristal na pinahiran ng mga rare earth metal. Ito ang espesyal na istruktura ng atomo ng rare earth metal na bumubuo ng isang particle population inversion kapag naiilawan ng isang pinagmumulan ng liwanag (unawain lamang na maraming bola sa lupa ang itinutulak sa hangin), at pagkatapos ay naglalabas ng mga photon kapag ang mga particle ay nagbabago, at kapag sapat na ang bilang ng mga photon, ang pagbuo ng laser. Upang matiyak na ang inilalabas na laser ay inilalabas sa isang direksyon, mayroong mga full mirror (kaliwang lens) at semi-reflective output mirror (kanang lens). Kapag ang laser ay naglalabas at pagkatapos ay sa pamamagitan ng isang partikular na optical design, ang pagbuo ng enerhiya ng laser.

3, laser na semikondaktor
Pagdating sa mga semiconductor laser, maaari itong simpleng maunawaan bilang isang photodiode, mayroong PN junction sa diode, at kapag ang isang tiyak na kuryente ay idinagdag, ang electronic transition sa semiconductor ay nabubuo upang maglabas ng mga photon, na nagreresulta sa laser. Kapag ang enerhiya ng laser na inilalabas ng semiconductor ay maliit, ang low-power semiconductor device ay maaaring gamitin bilang pinagmumulan ng bomba (excitation source) ng...hibla ng laser, kaya nabubuo ang fiber laser. Kung ang lakas ng semiconductor laser ay lalong tataas hanggang sa punto na maaari na itong direktang i-output upang iproseso ang mga materyales, ito ay magiging isang direktang semiconductor laser. Sa kasalukuyan, ang mga direktang semiconductor laser sa merkado ay umabot na sa antas na 10,000-watt.

Bukod sa mga nabanggit na laser, naimbento rin ng mga tao ang mga liquid laser, na kilala rin bilang mga fuel laser. Ang mga liquid laser ay mas kumplikado sa volume at gumaganang substance kaysa sa mga solid at bihirang gamitin.