Prinsip kerja dasar tina laser a (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) dumasar kana fenomena émisi cahaya anu dirangsang. Ngaliwatan séri desain sareng struktur anu tepat, laser ngahasilkeun sinar kalayan kohérénsi anu luhur, monochromaticity, sareng kacaangan. Lasers loba dipaké dina téhnologi modéren, kaasup dina widang komunikasi, ubar, manufaktur, pangukuran, jeung panalungtikan ilmiah. Efisiensi anu luhur sareng ciri kontrol anu tepat ngajantenkeun aranjeunna komponén inti tina seueur téknologi. Di handap ieu katerangan nu detil rupa prinsip gawé laser sarta mékanisme tipena béda lasers.
1. Émisi dirangsang
Émisi dirangsangmangrupa prinsip dasar balik generasi laser, munggaran diajukeun ku Einstein taun 1917. Fenomena ieu ngajelaskeun kumaha leuwih koheren foton dihasilkeun ngaliwatan interaksi antara cahaya jeung zat bungah-nagara. Pikeun langkung ngartos émisi anu dirangsang, hayu urang mimitian ku émisi spontan:
Émisi spontan: Dina atom, molekul, atawa partikel mikroskopis séjén, éléktron bisa nyerep énérgi éksternal (kayaning énérgi listrik atawa optik) jeung transisi ka tingkat énergi nu leuwih luhur, katelah kaayaan bungah. Sanajan kitu, éléktron kaayaan bungah teu stabil sarta antukna bakal balik deui ka tingkat énergi handap, katelah kaayaan taneuh, sanggeus periode pondok. Salila prosés ieu, éléktron ngaleupaskeun foton, nu émisi spontan. Foton sapertos kitu acak dina hal frékuénsi, fase, sareng arah, sahingga kakurangan kohérénsi.
Émisi dirangsang: Konci pikeun émisi anu dirangsang nyaéta nalika éléktron kaayaan bungah papanggih hiji foton kalayan énergi anu cocog sareng énergi transisina, foton tiasa ngajurung éléktron pikeun balik deui ka kaayaan dasar bari ngaluarkeun foton énggal. Foton anyar idéntik jeung aslina dina hal frékuénsi, fase, jeung arah rambatan, hasilna cahaya koheren. Fenomena ieu sacara signifikan ningkatkeun jumlah sareng énergi foton sareng mangrupikeun mékanisme inti laser.
Eupan Balik Positip Pangaruh Émisi Dirangsang: Dina desain lasers, prosés émisi dirangsang diulang sababaraha kali, sarta pangaruh eupan balik positif ieu éksponénsial bisa ningkatkeun jumlah foton. Kalayan bantuan rongga résonansi, kohérénsi foton dijaga, sareng inténsitas sinar cahaya terus ningkat.
2. Gain Sedeng
Thegain sedengmangrupa bahan inti dina laser nu nangtukeun Gedekeun foton jeung kaluaran laser. Éta mangrupikeun dasar fisik pikeun émisi anu dirangsang, sareng sipatna nangtukeun frékuénsi, panjang gelombang, sareng kakuatan kaluaran laser. Jinis sareng ciri tina medium gain langsung mangaruhan aplikasi sareng kinerja laser.
Mékanisme éksitasi: Éléktron dina medium gain kudu bungah ka tingkat énergi nu leuwih luhur ku sumber énergi éksternal. Proses ieu biasana dihontal ku sistem suplai énergi éksternal. Mékanisme éksitasi umum ngawengku:
Ngompa listrik: Ngagumbirakeun éléktron dina medium gain ku cara nerapkeun arus listrik.
Ngompa optik: Ngagumbirakeun médium kalayan sumber cahaya (sapertos lampu kilat atanapi laser anu sanés).
Sistem Tingkat Énergi: Éléktron dina medium gain ilaharna disebarkeun dina tingkat énergi husus. Anu paling umum nyaétasistem dua tingkatjeungsistem opat tingkat. Dina sistem dua tingkat basajan, éléktron transisi tina kaayaan dasar ka kaayaan bungah lajeng balik deui ka kaayaan taneuh ngaliwatan émisi dirangsang. Dina sistem opat-tingkat, éléktron ngalaman transisi leuwih kompleks antara tingkat énergi béda, mindeng hasilna efisiensi luhur.
Jinis Média Gain:
Gas Gain Sedeng: Contona, hélium-neon (He-Ne) laser. Media gain gas dipikanyaho pikeun kaluaran stabil sarta panjang gelombang tetep, sarta loba dipaké salaku sumber cahaya baku di laboratorium.
Cairan Gain Sedeng: Contona, laser ngalelep. Molekul pewarna gaduh sipat éksitasi anu saé dina panjang gelombang anu béda-béda, ngajantenkeun aranjeunna cocog pikeun laser anu tiasa disaluyukeun.
Padet Gain Sedeng: Contona, Nd (neodymium-doped yttrium aluminium Garnet) laser. lasers ieu kacida efisien sarta kuat, sarta loba dipaké dina motong industri, las, sarta aplikasi médis.
Semikonduktor Gain Sedeng: Contona, bahan galium arsenide (GaAs) loba dipaké dina alat komunikasi jeung optoeléktronik saperti dioda laser.
3. Rongga Resonator
Therongga resonatormangrupakeun komponén struktural dina laser dipaké pikeun eupan balik sarta amplifikasi. Fungsi inti na nyaéta pikeun ningkatkeun jumlah foton anu dihasilkeun ku émisi anu dirangsang ku cara ngagambarkeun sareng ngagedékeunana di jero rohangan, sahingga ngahasilkeun kaluaran laser anu kuat sareng fokus.
Struktur Rongga Resonator: Biasana diwangun ku dua kaca spion paralel. Salah sahiji eunteung pinuh reflective, dipikawanoh salakukaca spion, sarta séjén nyaéta eunteung sawaréh reflective, dipikawanoh salakueunteung kaluaran. Foton ngeunteung deui mudik dina rohangan jeung diamplified ngaliwatan interaksi jeung medium gain.
Kaayaan résonansi: Desain rongga resonator kedah nyumponan kaayaan anu tangtu, sapertos mastikeun yén foton ngabentuk gelombang nangtung di jero rohangan. Ieu merlukeun panjang rongga janten sababaraha kali tina panjang gelombang laser. Ngan gelombang cahaya anu minuhan kaayaan ieu tiasa sacara efektif diamplifikasi di jero rohangan.
Beam kaluaran: Eunteung sawaréh reflective ngamungkinkeun nyangkokkeun sabagian pancaran lampu amplified ngaliwatan, ngabentuk sinar kaluaran laser urang. Balok ieu gaduh arah anu luhur, kohérénsi, sareng monochromaticity.
Lamun hayang leuwih jéntré atawa museurkeun lasers, mangga ngarasa Luncat ngahubungan kami:
Lumispot
Alamat: Gedong 4 #, No.99 Furong 3rd Jalan, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Cina
Telepon: + 86-0510 87381808.
Hapé: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Situs Web: www.lumispot-tech.com
waktos pos: Sep-18-2024