Načelo laserja
(1) atomske osnove.
V vesolju je le približno 100 različnih atomov. Vse, kar vidimo, je kombinacija teh približno 100 atomov na zelo omejen način. Razporeditev teh atomov določa sestavo kozarca vode, kovine ali mehurčka v soda steklenica! Atom je večno gibanje. Vibrirajo, premikajo se in vrtijo se, celo atomi, ki sestavljajo naše sedeže, se nenehno premikajo. Trdna se dejansko giblje! Atomi imajo več različnih vzbujevalnih stanj, z drugimi besedami, imajo različne energije .Če je atom obdarjen z zadostno energijo, se lahko dvigne od nivoja energije v osnovnem stanju do nivoja energije v vzbujenem stanju.Energijske ravni vzbujenih stanj so odvisne od tega, koliko energije dajemo atomom s toplotno, svetlobno in elektrika.
(2) osnovno načelo atomov, ki tvorijo laserje.
Pomislite na zgradbo atoma. Tudi s sodobno tehnologijo lahko vidimo' ne vidimo diskretnih orbitalov elektronov, vendar je&# 39 koristno, če o teh orbitalah razmišljamo kot o atomih na različnih ravneh energije. Z drugimi besedami , če bi segreli atome, bi se lahko nekateri elektroni na nizkoenergijskih orbitalah vzbudili in skočili na višjo energijsko orbito dlje od jedra.Čeprav je ta opis preprost, razkriva bistveno načelo atomov, ki tvorijo laserje. elektron skoči v višjo energijsko orbito, še vedno se mora vrniti v osnovno stanje.V tem procesu elektroni sproščajo energijo v obliki fotonov (lahki delci). Ugotovili boste, da atomi nenehno sproščajo energijo v obliki fotoni. Na primer, grelni element v pečici postane svetlo rdeč, rdeči pa rdeči foton, ki ga oddaja toplota atomov. Ko si ogledate slike na televizijskem zaslonu, vidite, da so atomi fosforja izpostavljeni različnim barvam svetlobe, ki jo oddaja hitra e lektroni. Vsak predmet oddajanja svetlobe, vključno s fluorescenčnimi lučmi, plinskimi žarnicami in žarnicami z žarilno nitko, se odda s spreminjanjem elektronskih orbital in sproščanjem fotonov.
(3) razmerje med laserjem in atomom.
Laser je naprava, ki nadzoruje sproščanje fotonov, ki jih oddajajo vzbujeni atomi." Laserski" je kratica za ojačanje svetlobe s spodbujenim oddajanjem sevanja (ojačeno svetlobno ojačanje). To ime na kratko opisuje, kako laser deluje. Čeprav obstaja veliko vrst laserjev, imajo nekatere osnovne značilnosti. V laserju je treba laserski medij črpati Na splošno lahko bliski ali praznjenje z visoko intenzivnostjo črpajo vzbujene medije, ki lahko ustvarijo veliko število vzbujenih stanj (vključno z visokoenergijskimi atomi elektronov). Laser mora imeti veliko število vzbujenih atomov, da lahko učinkovito deluje .Na splošno je treba atome spodbuditi, da se dvignejo na dve ali tri ravni energije nad osnovnim stanjem. To poveča stopnjo inverzije števila delcev. Številčna inverzija delca je število atomov v vzbujenem stanju in število atomov v osnovnem stanju. Ko črpa laserski medij, vključuje serijo atomov z vzbujenimi elektroni. Vzbujeni elektroni imajo večjo energijo kot elektroni nizkega razreda. Tako kot el ektroni lahko absorbirajo določeno količino energije do vzbujenega stanja, elektroni jo lahko sprostijo. Kot je prikazano na spodnji sliki, lahko elektroni sprostijo del svoje energije, dokler preidejo na nižjo raven. oblika fotona (svetlobna energija). Oddani foton ima določeno valovno dolžino (barvo), ki je odvisna od energetskega stanja elektrona, ko se foton sprosti. Dva atoma z istim elektronskim stanjem sproščata fotone iste valovne dolžine.
(4) laserski laser se zelo razlikuje od običajne svetlobe.
Ima naslednje značilnosti: oddajanje laserja je enobarvno. Laser vsebuje svetlobo z določeno valovno dolžino (to je določeno barvo). Valovno dolžino svetlobe določa energija, ki jo sprosti elektron nazaj na nizkoenergijsko orbita. oddani laser ima dobro koherenco. laser ima boljšo strukturo in vsak foton sledi drugim gibanjem fotonov. z drugimi besedami, valovi vseh fotonov so popolnoma enaki. laser ima dobro usmerjenost. laserski žarek je kompakten, koncentriran in zelo energična. Namesto tega se svetloba svetilke razprši v več smereh, s šibko energijo in nizko koncentracijo. Če želite doseči te tri značilnosti, morate iti skozi postopek, imenovan stimulirano oddajanje. ker so njegovi atomi naključno oddani fotoni. Ko je atom sprožen, je organizirana emisija fotonov. Foton, ki ga oddaja atom, ima določeno valovno dolžino, ki je odvisna od razlike v energiji med vzbujenim stanjem in osnovnim stanjem. Če foton (z določeno energijo in fazo) naleti na drug atom in ima atom elektron v enakem vzbujenem stanju, lahko sproži vzbujanje. Prvi foton lahko bodisi vzbudi ali vodi atom, da oddaja fotone, nato pa oddaja fotone (fotone, ki jih oddaja drugi atom), ki vibrirajo z enako frekvenco in smerjo, ko foton vstopi v foton. Druga ključna komponenta laserja je par ogledal, ki se nahaja na foton določene valovne dolžine in faze se odseva naprej in nazaj med laserskim medijem skozi odsev ogledala na obeh koncih. -energijski preskok, ki oddaja več enake valovne dolžine in faze fotonov, ki bodo nato imeli" slap" učinek in nato hitro zbral veliko število enake valovne dolžine v laserju in fazi fotonov. Ogledalo na eni strani laserja UPORABLJA" polodsevni" premaz, kar pomeni, da odbija le del svetlobe, medtem ko druga svetloba lahko prodre. Prodirajoča svetloba je laser.