Lazerin əsas iş prinsipi (Stimullaşdırılmış Radiasiya Emissiyası ilə İşığın Gücləndirilməsi) stimullaşdırılmış işığın emissiyası fenomeninə əsaslanır. Bir sıra dəqiq dizayn və strukturlar vasitəsilə lazerlər yüksək koherentliyə, monoxromatikliyə və parlaqlığa malik şüalar yaradır. Lazerlər müasir texnologiyalarda, o cümlədən rabitə, tibb, istehsal, ölçmə və elmi tədqiqat kimi sahələrdə geniş istifadə olunur. Onların yüksək səmərəliliyi və dəqiq idarəetmə xüsusiyyətləri onları bir çox texnologiyaların əsas komponentinə çevirir. Aşağıda lazerlərin iş prinsiplərinin və müxtəlif növ lazerlərin mexanizmlərinin ətraflı izahı verilmişdir.
1. Stimullaşdırılmış Emissiya
Stimullaşdırılmış emissiyalazer generasiyasının əsas prinsipidir və ilk dəfə 1917-ci ildə Eynşteyn tərəfindən təklif edilmişdir. Bu fenomen işıq və həyəcanlanmış hal maddəsi arasındakı qarşılıqlı təsir yolu ilə daha koherent fotonların necə əmələ gəldiyini təsvir edir. Stimullaşdırılmış emissiyanı daha yaxşı başa düşmək üçün spontan emissiyadan başlayaq:
Spontan EmissiyaAtomlarda, molekullarda və ya digər mikroskopik hissəciklərdə elektronlar xarici enerjini (məsələn, elektrik və ya optik enerji) uda və həyəcanlanmış vəziyyət adlanan daha yüksək enerji səviyyəsinə keçə bilər. Lakin həyəcanlanmış vəziyyətdəki elektronlar qeyri-sabitdir və qısa müddətdən sonra nəticədə əsas vəziyyət adlanan daha aşağı enerji səviyyəsinə qayıdırlar. Bu proses zamanı elektron spontan emissiya olan bir foton buraxır. Belə fotonlar tezlik, faza və istiqamət baxımından təsadüfi olur və buna görə də koherentliyə malik deyillər.
Stimullaşdırılmış EmissiyaStimullaşdırılmış emissiyanın açarı odur ki, həyəcanlanmış elektron keçid enerjisinə uyğun enerjiyə malik bir fotonla qarşılaşdıqda, foton yeni bir foton buraxarkən elektronu əsas vəziyyətinə qaytara bilər. Yeni foton tezlik, faza və yayılma istiqaməti baxımından orijinal fotonla eynidir və nəticədə koherent işıq yaranır. Bu fenomen fotonların sayını və enerjisini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və lazerlərin əsas mexanizmidir.
Stimullaşdırılmış Emissiyanın Müsbət Əlaqə TəsiriLazerlərin dizaynında stimullaşdırılmış emissiya prosesi dəfələrlə təkrarlanır və bu müsbət əks əlaqə effekti fotonların sayını eksponensial olaraq artıra bilər. Rezonans boşluğunun köməyi ilə fotonların koherentliyi qorunur və işıq şüasının intensivliyi davamlı olaraq artır.
2. Orta qazanc
Theorta qazanclazerdə fotonların gücləndirilməsini və lazer çıxışını təyin edən əsas materialdır. Stimullaşdırılmış emissiya üçün fiziki əsasdır və xüsusiyyətləri lazerin tezliyini, dalğa uzunluğunu və çıxış gücünü müəyyən edir. Gücləndirici mühitin növü və xüsusiyyətləri lazerin tətbiqinə və performansına birbaşa təsir göstərir.
Həyəcan mexanizmiQazanc mühitindəki elektronların xarici enerji mənbəyi tərəfindən daha yüksək enerji səviyyəsinə qədər həyəcanlandırılması lazımdır. Bu proses adətən xarici enerji təchizatı sistemləri tərəfindən həyata keçirilir. Ümumi həyəcanlanma mexanizmlərinə aşağıdakılar daxildir:
Elektrik NasoslarıElektrik cərəyanı tətbiq etməklə gücləndirici mühitdəki elektronları həyəcanlandırmaq.
Optik Nasosİşıq mənbəyi (məsələn, fləş lampa və ya başqa bir lazer) ilə mühiti həyəcanlandırmaq.
Enerji Səviyyələri SistemiQazanc mühitindəki elektronlar adətən müəyyən enerji səviyyələrində paylanır. Ən çox yayılmışlar bunlardıriki səviyyəli sistemlərvədörd səviyyəli sistemlərSadə iki səviyyəli sistemdə elektronlar əsas vəziyyətdən həyəcanlanmış vəziyyətə keçir və sonra stimullaşdırılmış emissiya vasitəsilə əsas vəziyyətə qayıdır. Dörd səviyyəli sistemdə elektronlar müxtəlif enerji səviyyələri arasında daha mürəkkəb keçidlərdən keçir və bu da tez-tez daha yüksək səmərəliliyə səbəb olur.
Qazanc Mediasının Növləri:
Qaz Qazancı OrtaMəsələn, helium-neon (He-Ne) lazerləri. Qaz qazanma mühitləri sabit çıxışı və sabit dalğa uzunluğu ilə tanınır və laboratoriyalarda standart işıq mənbələri kimi geniş istifadə olunur.
Maye Qazanc OrtaMəsələn, boya lazerləri. Boya molekulları müxtəlif dalğa uzunluqlarında yaxşı həyəcanlanma xüsusiyyətlərinə malikdir və bu da onları tənzimlənən lazerlər üçün ideal edir.
Bərk Qazanc OrtaMəsələn, Nd (neodim ilə zənginləşdirilmiş ittrium alüminium qranat) lazerləri. Bu lazerlər yüksək səmərəliliyə və güclülüyə malikdir və sənaye kəsmə, qaynaq və tibbi tətbiqlərdə geniş istifadə olunur.
Yarımkeçirici Qazanc OrtaMəsələn, qallium arsenid (GaAs) materialları lazer diodları kimi rabitə və optoelektron cihazlarında geniş istifadə olunur.
3. Rezonator boşluğu
Therezonator boşluğuəks əlaqə və gücləndirmə üçün istifadə edilən lazerin struktur komponentidir. Onun əsas funksiyası, stimullaşdırılmış emissiya vasitəsilə istehsal olunan fotonların sayını boşluq daxilində əks etdirmək və gücləndirməklə artırmaq və beləliklə güclü və fokuslanmış lazer çıxışı yaratmaqdır.
Rezonator Boşluğunun QuruluşuAdətən iki paralel güzgüdən ibarətdir. Biri tam əks etdirən güzgüdür və bu güzgü kimi tanınırarxa güzgü, digəri isə qismən əks etdirən güzgüdür və bu güzgü kimi tanınırçıxış güzgüsüFotonlar boşluq daxilində geri və irəli əks olunur və gücləndirici mühitlə qarşılıqlı təsir yolu ilə gücləndirilir.
Rezonans VəziyyətiRezonator boşluğunun dizaynı müəyyən şərtlərə cavab verməlidir, məsələn, fotonların boşluğun içərisində dayanan dalğalar əmələ gətirməsini təmin etmək. Bu, boşluğun uzunluğunun lazer dalğa uzunluğunun qatı olması tələb olunur. Yalnız bu şərtlərə cavab verən işıq dalğaları boşluğun içərisində effektiv şəkildə gücləndirilə bilər.
Çıxış şüasıQismən əks etdirən güzgü, gücləndirilmiş işıq şüasının bir hissəsinin keçməsinə imkan verir və lazerin çıxış şüasını əmələ gətirir. Bu şüa yüksək istiqamətliliyə, koherentliyə və monoxromatikliyə malikdir..
Daha çox məlumat əldə etmək istəyirsinizsə və ya lazerlərlə maraqlanırsınızsa, bizimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin:
Lumispot
Ünvan: Bina 4 #, №99 Furong 3-cü Yol, Xishan Rayonu. Wuxi, 214000, Çin
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobil: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Veb sayt: www.lumispot-tech.com
Yazı vaxtı: 18 sentyabr 2024