Laser solidu: prinċipji joperaw, l-applikazzjoni

Dan l-artikolu juri liema huma s-sorsi ta 'radjazzjoni monokromi u liema huma l-vantaġġi ta' lejżer fi stat solidu fuq tipi oħra. Hawnhekk aħna told kif hemm ġenerazzjoni ta 'radjazzjoni koerenti, għaliex apparat polz aktar qawwija, inċiżjoni dak li huwa meħtieġ. Hemm huwa wkoll meqjus tliet element tal-laser meħtieġa u kif taħdem.

teorija medda

Qabel nitkellmu dwar kif joperaw il-laser (stat solidu, per eżempju), għandek tikkunsidra xi wħud mill-mudell fiżika. Minn lezzjonijiet iskola wieħed jiftakar li l-elettroni madwar l-nukleu huma rranġati orbiti speċifiċi jew livelli ta 'enerġija. Jekk għad-dispożizzjoni tagħna mhux atomu wieħed, u ħafna, jiġifieri, aħna nikkunsidraw xi korp tridimensjonali, hemm problema waħda.

Skond il-prinċipju Pauli, f'dan il-korp ma 'wieħed u l-istess enerġija jista' jkun wieħed biss elettron. Għalhekk anke l-iżgħar qamħ fih numru kbir ta 'atomi. Natura sabet f'dan il-każ ħruġ graceful ħafna - l-enerġija ta 'kull enerġija elettron differenti minn maġenb żgħir ħafna, ammont kważi indixxernibbli. F'dan il-każ elettroni kollha ta 'livell wieħed ta' "ippressat" fis band enerġija waħda. Qasam fejn jinsabu l-aktar 'il bogħod mill-elettroni qalba, imsejħa valenza. Segwi żona tagħha għandu effiċjenza enerġetika ogħla. Hija elettroni jiċċaqalqu liberament, u huwa msejjaħ il-faxxa konduzzjoni.

Emissjonijiet u assorbiment

Kwalunkwe lejżer (fi stat solidu, gass, kimiċi) jaħdem fuq il-prinċipji ta 'transizzjoni elettroni minn żona għall-oħra. Jekk ġismek ikun espost għad-dawl, il-foton mal elettron jagħti setgħa biżżejjed biex kien fi stat ta 'enerġija ogħla. Bil-maqlub, meta elettron hija trasferita mis-faxxa konduzzjoni għall-valenza, li temetti photon. Jekk il-materjal huwa semikonduttur jew iżolatur, il valenza u l-band konduzzjoni huma separati b'intervall li fih l-ebda livell. Għaldaqstant, elettroni ma jistax ikun hemm. Dan l-intervall huwa msejjaħ il-vojt medda. Jekk il-foton ikollu biżżejjed enerġija, l-elettroni jaqbżu jegħlbu dan l-intervall.

ġenerazzjoni

Il-prinċipju ta 'tħaddim ta' l-lejżer fi stat solidu huwa bbażat fuq il-fatt li s-sustanza fiż-żona pprojbit hija maħluqa minn hekk imsejħa saff maqlub. Elettroni ħajja f'dan il-livell huwa ogħla milli matul iż-żjara tiegħu fil-faxxa konduzzjoni. Għalhekk, f'ċertu perjodu ta 'żmien fuq dan "jakkumulaw" elettroni. Din tissejjaħ inverżjoni popolazzjoni. Meta dan il-livell billi elettroni bit-tikek, il foton tgħaddi l-wavelength mixtieq, hija tikkawża l-ġenerazzjoni simultanja ta 'numru kbir ta' tul identiku u l-fażi ta 'mewġ tad-dawl. Dan huwa, l-elettroni huma valanga kollha f'daqqa l-istat art, li jiġġeneraw raġġ ta 'photons monokromi qawwa għolja biżżejjed. Għandu jiġi nnutat li l-problema prinċipali tal-iżvilupp ewwel laser kienet li jsibu li tali kombinazzjoni ta 'sustanzi li għalihom tkun possibbli inverżjoni popolazzjoni ta' wieħed mill-livelli. Ruby azzar liga medju ewwel tax-xogħol.

Il-kompożizzjoni tal-laser

-Istat solidu laser fuq il-komponenti prinċipali hija differenti mill-ispeċi l-oħra. Il-fluwidu operattiv, li fiha l-inverżjoni popolazzjoni ta 'wieħed mill-livelli, illuminata minn sors ta' dawl. Huwa sejjaħ ippumpjar. ħafna drabi tista 'tkun lampa inkandexxenti normali jew tubu kwittanza tal-gass. Żewġ parallel aħħar estensjoni ta 'l fluwidu operattiv (laser kristall fi stat solidu tassumi, gass - atmosfera vakwu) jiffurmaw sistema ta' mirja, jew resonatur ottiku. Hija tiġbor fil-raġġ biss dawk photons li huma paralleli mal-plakka. lejżers semikondutturi ippumpjat tipikament isseħħ permezz lampi flash.

Tipi ta 'lejżers fi stat solidu

Jiddependi fuq il-mod ta 'l-output raġġ' laser jiddistingwu lasers kontinwi u pulsazzjonijiet. Kull wieħed minnhom huwa użat u għandu karatteristiċi tiegħu stess. Il differenza prinċipali - pulsazzjonijiet lejżers semikondutturi ikollhom kapaċità ogħla. Peress għal kull photons sparatura bħal "piling", allura polz wieħed ikun jista 'jagħti l-enerġija ogħla mill oxxillazzjoni kontinwa għall-istess perjodu ta' żmien. L-iżgħar il-polz ddum, l-aktar qawwija kull "sparatura". Fil-mument, huwa teknoloġikament possibbli li jibnu laser femtosecond. Wieħed mill-polz tagħha idum madwar 10 ^-15 sekondi. Din id-dipendenza hija relatata mal-fatt li l-popolazzjoni tal-proċessi reverse kif deskritt hawn fuq jdum ħafna żgħir ħafna. L-aktar il-ħtieġa li tistenna qabel int "rimja" laser, l-elettroni aktar ħin biex iħallu l-livell maqlub. Għaldaqstant, il-konċentrazzjoni u photon enerġija mnaqqsa tar-raġġ output.

inċiżjoni bil-laser

Il-mudelli fuq il-wiċċ ta 'oġġetti tal-metall u ħġieġ imżejjen bil-ħajja ta' kuljum ta 'persuna. Dawn jistgħu jiġu applikati b'mod mekkaniku, kimiku jew bil-lejżer. Il-metodu aħħar huwa l-aktar moderni. vantaġġi tagħha fuq metodi oħra kif ġej. Peress impatt dirett fuq il-wiċċ tax-xogħol ma jkunx preżenti, huwa kważi impossibbli li jagħmlu ħsara lill-ħaġa fil-proċess ta 'applikazzjoni ta' mudell jew iskrizzjoni. Il ħruq raġġ tal-laser baxx ħafna kanal: wiċċ imnaqqxa bil-fdalijiet bla xkiel u, għalhekk, il-ħaġa ma tkunx mħassra u se jdum aktar. Fil-każ ta 'raġġ metall laser tbiddel l-istruttura stess tal-kwistjoni, u l-kliem mhux se fade għal ħafna snin. Jekk il-ħaġa użat b'attenzjoni, ma għaddas fl-aċidu jew jitgħawweġ, allura diversi ġenerazzjonijiet ta 'mudell fuqha ippreservat b'mod preċiż. inċiżjoni bil-laser huwa aħjar li jagħżlu stat solidu switching għal żewġ raġunijiet: l-proċessi solidi huma aktar faċli biex jamministraw, u huwa ottimali għall-proporzjon tal-produzzjoni u l-prezzijiet.

installazzjoni

Inċiżjoni, hemm installazzjoni speċjali. Minbarra l-laser diretta, dawn jikkonsistu ta 'gwida mekkanika, li fih jiċċaqlaq laser, u tagħmir ta' monitoraġġ (kompjuter). magna laser huwa użat f'ħafna setturi ta 'attività umana. Hawn fuq tkellimna dwar dekorazzjoni oġġetti ta 'kuljum. Reġistrati pożati, lajters, nuċċalijiet, arloġġi għal żmien twil se jibqgħu fil-familja u se jiġu mfakkra mill-mumenti kuntenti.

Madankollu, mhux biss oġġetti domestiċi iżda wkoll industrijali jeħtieġu inċiżjoni bil-laser. impjanti kbar, bħal karozzi, rilaxxati dettalji ta 'għadd kbir: mijiet ta' eluf jew miljuni. Kull oġġett għandu jkun immarkat - meta u li ħolqu dan. minn aħjar mod inċiżjoni bil-laser, biex isibu mhux, ħin ta 'rilaxx, il-ħajja operattiva se jkun twil anki għall-partijiet li jiċċaqalqu, li żiedu r-riskju ta' brix. magna laser, f'dan il-każ għandu jiġi kkaratterizzat minn kapaċità għolja u s-sigurtà. Wara kollox, jekk il-inċiżjoni għall-inqas frazzjoni ta 'bidla fil-mija l-karatteristiċi tal-partijiet tal-metall, jista jirreaġixxu b'mod differenti għal stimuli esterni. Per eżempju, waqfa fil-punt ta 'applikazzjoni ta' l-iskrizzjoni. Madankollu, tajbin għall-użu domestiku sempliċi u installazzjoni orħos.