Laser yog hais txog cov txheej txheem thiab cov cuab yeej ntawm kev tsim cov teeb ci sib xyaw, monochromatic, sib xws los ntawm kev ua kom muaj zog ntawm cov hluav taws xob thiab cov lus teb tsim nyog. Yeej, kev tsim laser xav tau peb yam: "resonator," "gain medium," thiab "pumping source."
A. Lub Ntsiab Cai
Lub xeev txav ntawm ib lub atom tuaj yeem muab faib ua ntau qib zog sib txawv, thiab thaum lub atom hloov ntawm qib zog siab mus rau qib zog qis, nws tso tawm cov photons ntawm lub zog sib xws (hu ua kev tawg hluav taws xob tshwm sim). Ib yam li ntawd, thaum lub photon tshwm sim rau ntawm lub zog theem thiab nqus los ntawm nws, nws yuav ua rau lub atom hloov ntawm qib zog qis mus rau qib zog siab (hu ua kev nqus siab); Tom qab ntawd, qee lub atoms uas hloov mus rau qib zog siab dua yuav hloov mus rau qib zog qis dua thiab tso tawm cov photons (hu ua kev tawg hluav taws xob txhawb nqa). Cov kev txav no tsis tshwm sim ib leeg, tab sis feem ntau ua ke. Thaum peb tsim ib qho xwm txheej, xws li siv cov nruab nrab tsim nyog, resonator, txaus sab nraud hluav taws xob teb, cov hluav taws xob txhawb nqa raug nthuav dav kom ntau dua li qhov nqus tau txhawb nqa, tom qab ntawd feem ntau, yuav muaj cov photons tawm, ua rau lub teeb laser.
B. Kev faib tawm
Raws li qhov nruab nrab uas tsim cov laser, lub laser tuaj yeem muab faib ua kua laser, roj laser thiab khoom laser. Tam sim no feem ntau semiconductor laser yog ib hom khoom laser.
C. Kev Sau Ntawv
Feem ntau cov lasers muaj peb ntu: lub kaw lus txhawb zog, cov khoom siv laser thiab lub tshuab kho qhov muag. Cov tshuab txhawb zog yog cov khoom siv uas tsim lub teeb, hluav taws xob lossis lub zog tshuaj lom neeg. Tam sim no, cov cuab yeej txhawb zog tseem ceeb siv yog lub teeb, hluav taws xob lossis tshuaj lom neeg. Cov tshuaj laser yog cov tshuaj uas tuaj yeem tsim lub teeb laser, xws li rubies, beryllium iav, neon roj, semiconductors, organic dyes, thiab lwm yam. Lub luag haujlwm ntawm kev tswj hwm lub teeb pom kev zoo yog los txhim kho qhov ci ntsa iab ntawm cov zis laser, kho thiab xaiv qhov wavelength thiab kev coj ntawm lub laser.
D. Daim Ntawv Thov
Laser yog siv dav, feem ntau yog kev sib txuas lus fiber, laser ranging, laser txiav, laser riam phom, laser disc thiab lwm yam.
E. Keeb Kwm
Xyoo 1958, cov kws tshawb fawb Asmeskas Xiaoluo thiab Townes tau tshawb pom ib qho xwm txheej zoo kawg nkaus: thaum lawv muab lub teeb uas lub teeb sab hauv tso rau ntawm lub pob zeb siv lead ua tsis tshua muaj, cov molecule ntawm lub pob zeb siv lead ua yuav tso tawm lub teeb ci ntsa iab, ib txwm ua ke lub teeb muaj zog. Raws li qhov xwm txheej no, lawv tau hais txog "lub hauv paus ntsiab lus laser", uas yog, thaum cov khoom raug txhawb nqa los ntawm tib lub zog li qhov zaus oscillation ntuj ntawm nws cov molecule, nws yuav tsim lub teeb muaj zog no uas tsis sib txawv - laser. Lawv pom cov ntawv tseem ceeb rau qhov no.
Tom qab Sciolo thiab Townes cov txiaj ntsig tshawb fawb tau tshaj tawm, cov kws tshawb fawb los ntawm ntau lub tebchaws tau tawm tswv yim ntau yam kev sim, tab sis lawv tsis tau ua tiav. Thaum Lub Tsib Hlis 15, 1960, Mayman, tus kws tshawb fawb ntawm Hughes Laboratory hauv California, tau tshaj tawm tias nws tau txais lub laser nrog lub wavelength ntawm 0.6943 microns, uas yog thawj lub laser tau txais los ntawm tib neeg, thiab yog li Mayman tau los ua thawj tus kws tshawb fawb hauv ntiaj teb los qhia lasers rau hauv kev xyaum ua haujlwm.
Thaum Lub Xya Hli 7, 1960, Mayman tshaj tawm tias lub ntiaj teb thawj lub laser yug los, Mayman txoj kev npaj yog siv lub raj xa hluav taws xob siab los txhawb cov chromium atoms hauv cov pob zeb ruby , yog li tsim cov kab teeb liab nyias nyias heev, thaum nws raug rho tawm haujlwm ntawm qee qhov chaw, nws tuaj yeem ncav cuag qhov kub siab dua qhov chaw ntawm lub hnub.
Tus kws tshawb fawb Soviet H.Γ Basov tau tsim lub semiconductor laser hauv xyoo 1960. Cov qauv ntawm semiconductor laser feem ntau yog tsim los ntawm P txheej, N txheej thiab cov txheej txheem uas tsim ob chav heterojunction. Nws cov yam ntxwv yog: me me, kev sib txuas ua haujlwm siab, kev teb ceev ceev, wavelength thiab qhov loj me haum nrog qhov loj me ntawm optical fiber, tuaj yeem hloov kho ncaj qha, sib xws zoo.
Rau, qee qhov kev qhia tseem ceeb ntawm laser
F. Kev sib txuas lus laser
Siv lub teeb los xa cov ntaub ntawv yog ib qho uas siv ntau heev niaj hnub no. Piv txwv li, cov nkoj siv teeb los sib txuas lus, thiab cov teeb liab, daj, thiab ntsuab. Tab sis tag nrho cov kev xa cov ntaub ntawv no siv lub teeb ib txwm tsuas yog txwv rau qhov deb luv luv xwb. Yog tias koj xav xa cov ntaub ntawv ncaj qha mus rau qhov chaw deb los ntawm lub teeb, koj siv tsis tau lub teeb ib txwm, tab sis tsuas yog siv lasers xwb.
Yog li koj xa lub laser li cas? Peb paub tias hluav taws xob tuaj yeem nqa tau raws cov xov tooj liab, tab sis lub teeb tsis tuaj yeem nqa tau raws cov xov hlau ib txwm muaj. Vim li no, cov kws tshawb fawb tau tsim ib lub filament uas tuaj yeem xa lub teeb, hu ua optical fiber, hu ua fiber. Optical fiber yog ua los ntawm cov khoom siv iav tshwj xeeb, lub cheeb yog nyias dua li cov plaub hau tib neeg, feem ntau yog 50 txog 150 microns, thiab mos heev.
Qhov tseeb, lub hauv paus ntawm cov fiber yog cov iav pob tshab uas muaj cov refractive index siab, thiab txheej txheej sab nraud yog ua los ntawm cov iav lossis yas uas muaj refractive index qis. Ib sab tes, cov qauv zoo li no tuaj yeem ua rau lub teeb ci ntsa iab raws lub hauv paus sab hauv, ib yam li dej ntws mus tom ntej hauv cov yeeb nkab dej, hluav taws xob xa mus tom ntej hauv cov hlau, txawm tias muaj ntau txhiab qhov tig thiab tig los tsis muaj txiaj ntsig. Ntawm qhov tod tes, txheej txheej qis-refractive index tuaj yeem tiv thaiv lub teeb kom tsis txhob tawm, ib yam li cov yeeb nkab dej tsis nkag thiab cov txheej rwb thaiv tsev ntawm cov hlau tsis ua hluav taws xob.
Qhov tshwm sim ntawm cov fiber ntau kho qhov muag daws tau txoj kev xa lub teeb, tab sis nws tsis tau txhais hais tias nrog nws, txhua lub teeb tuaj yeem xa mus rau deb heev. Tsuas yog lub teeb ci ntsa iab, xim ntshiab, laser zoo, yog qhov chaw zoo tshaj plaws rau kev xa cov ntaub ntawv, nws yog cov tswv yim los ntawm ib kawg ntawm cov fiber, yuav luag tsis muaj kev poob thiab tso zis los ntawm lwm qhov kawg. Yog li ntawd, kev sib txuas lus kho qhov muag yog qhov tseem ceeb kev sib txuas lus laser, uas muaj qhov zoo ntawm lub peev xwm loj, zoo, qhov chaw dav ntawm cov ntaub ntawv, muaj zog zais cia, ruaj khov, thiab lwm yam, thiab tau txais kev qhuas los ntawm cov kws tshawb fawb ua ib qho kev hloov pauv hauv kev sib txuas lus, thiab yog ib qho ntawm cov txiaj ntsig zoo tshaj plaws hauv kev hloov pauv thev naus laus zis.
Lub sijhawm tshaj tawm: Lub Rau Hli-29-2023