Princip laseru
(1) atomové základy.
Ve vesmíru je jen asi 100 různých atomů. Všechno, co vidíme, je kombinace těchto 100 atomů velmi omezeným způsobem. Uspořádání těchto atomů určuje složení sklenice vody, kovu nebo bubliny v soda láhev! Atom je věčný pohyb. Vibrují, pohybují se a rotují, a dokonce i atomy, z nichž jsou naše sedačky, se neustále pohybují. Solid se vlastně pohybuje! Atomy mají několik různých stavů excitace, jinými slovy, mají různé energie Pokud je atom vybaven dostatečnou energií, může vystoupit z energetické úrovně základního stavu na energetickou hladinu excitovaného stavu. Energetické hladiny excitovaných stavů závisí na tom, kolik energie je dáno atomům prostřednictvím tepelné energie, světelné energie a elektřina.
(2) základní princip atomů tvořících lasery.
Přemýšlejte o struktuře atomu. I s moderní technologií nevidíme' diskrétní orbitaly elektronů, ale je užitečné myslet na tyto orbitaly jako atomy v různých energetických úrovních. Jinými slovy , kdybychom zahřáli atomy, mohly by být některé z elektronů na nízkoenergetických orbitálech vzrušeny a skočit na orbit vyšší energie dále od jádra. Ačkoli je tento popis jednoduchý, odhaluje základní princip atomů tvořících lasery. elektron vyskočí na oběžnou dráhu s vyšší energií, stále se musí vrátit do základního stavu. elektrony v tomto procesu uvolňují energii ve formě fotonů (lehké částice). Zjistíte, že atomy neustále uvolňují energii ve formě fotony. Například topný článek v troubě zčervená a červený je červený foton vyzařovaný teplem atomů. Když se podíváte na obrázky na televizní obrazovce, zjistíte, že atomy fosforu jsou vystaveny na různé barvy světla vyzařovaného vysokou rychlostí e lektrony. Jakýkoli objekt vyzařující světlo, včetně zářivek, plynových lamp a žárovek, je emitován změnou elektronových orbitalů a uvolněním fotonů.
(3) vztah mezi laserem a atomem.
Laser je zařízení, které řídí uvolňování fotonů emitovaných excitovanými atomy.&„Laser GG“; je zkratka pro zesílení světla stimulovanou emisí záření (zesílení stimulovaného záření). Tento název stručně popisuje, jak laser funguje. Ačkoli existuje mnoho druhů laserů, mají některé základní vlastnosti. V laseru musí být laserové médium čerpáno Obecně lze říci, že záblesky nebo výboje o vysoké intenzitě mohou pumpovat excitovaná média, která mohou produkovat velké množství excitovaných stavů (včetně vysokoenergetických atomů elektronů). Laser musí mít velké množství excitovaných atomů, aby mohl efektivně fungovat Obecně platí, že atomy musí být stimulovány ke vzestupu na dvě nebo tři energetické úrovně nad základním stavem. Tím se zvyšuje stupeň inverze počtu částic. Početní inverze částice je počet atomů v excitovaném stavu a počet atomů v základním stavu. Když je laserové médium načerpáno, obsahuje dávku atomů s excitovanými elektrony. Excitované elektrony mají vyšší energii než elektrony nízkého stupně. Stejně jako el ektrony mohou absorbovat určité množství energie do excitovaného stavu, elektrony mohou tuto energii uvolňovat. jak je znázorněno na obrázku níže, elektrony mohou uvolňovat část své energie, pokud přecházejí na nižší úroveň. uvolněná energie se přemění na Vyzařovaný foton má specifickou vlnovou délku (barvu), která závisí na energetickém stavu elektronu při uvolnění fotonu. Dva atomy se stejným fotonem uvolňují fotony stejné vlnové délky.
(4) laserový laser se velmi liší od běžného světla.
Má následující vlastnosti: emise laseru je jednobarevná. Laser obsahuje světlo, které má specifickou vlnovou délku (tj. Určitou barvu). Vlnová délka světla je určena energií uvolněnou elektronem zpět na nízkou energii Vyzařovaný laser má dobrou koherenci. Laser má lepší strukturu a každý foton sleduje další pohyby fotonů. Jinými slovy, vlny všech fotonů jsou přesně stejné. Laser má dobrou směrovost. Laserový paprsek je kompaktní, koncentrovaný a vysoce energické. Místo toho se světlo z baterky rozptyluje do více směrů, se slabou energií a nízkou koncentrací. K dosažení těchto tří charakteristik je třeba projít procesem zvaným stimulovaná emise. Tento jev se u běžné baterky pravděpodobně nevyskytuje. protože jeho atomy jsou náhodně emitované fotony. Když je atom vystřelen, je to organizovaná emise fotonů. Foton emitovaný atomem má specifickou vlnovou délku, která závisí na rozdílu v energii mezi excitovaným stavem a základním stavem. Pokud foton (s určitou energií a fází) narazí na jiný atom a atom má elektron ve stejném excitovaném stavu, může spustit excitaci. První foton může buď excitovat nebo vést atom k emitování fotonů a poté emitovat fotony (fotony emitované druhým atomem), které vibrují stejnou frekvencí a směrem, ve kterém foton vstupuje do fotonu. Další klíčovou součástí laseru je dvojice zrcadel, umístěných na opačné konce laserového média. Foton určité vlnové délky a fáze se odráží tam a zpět mezi laserovým médiem odrazem zrcadla na obou koncích. V procesu budou stimulovat více elektronů oběžnou dráhou s vysokou energií na nízkou -skoky energetické stopy, které emitují více stejné vlnové délky a fáze fotonů, které pak budou mít&„; vodopád GG“; efekt a poté rychle nashromáždil velké množství stejné vlnové délky v laseru a ve fázi fotonů. Zrcadlo na jedné straně laseru POUŽÍVÁ&"semi-reflexní GG"; povlak, což znamená, že odráží pouze část světla, zatímco druhé světlo může pronikat. Pronikajícím světlem je laser.