الليزر جهاز ينبعث منه الليزر. وفقًا لوسط العمل ، يمكن تقسيم الليزر إلى أربع فئات: الليزر الغازي والليزر الصلب وأشباه الموصلات وأشعة الليزر. في الآونة الأخيرة ، تم تطوير ليزر الإلكترون الحر. عادة ما تكون أشعة الليزر عالية الطاقة نابضة. انتاج.
مبدأ عمل الليزر: باستثناء ليزر الإلكترون الحر ، فإن مبادئ العمل الأساسية لأنواع الليزر المختلفة هي نفسها. إن الظروف التي لا غنى عنها لتوليد الليزر هي انعكاس السكان وكسب أكبر من الخسارة ، لذا فإن المكونات التي لا غنى عنها في الجهاز هي مصدر الإثارة (أو الضخ) ووسط العمل بمستوى طاقة ثابت. يعني الإثارة أن وسط العمل متحمس إلى حالة الإثارة بعد امتصاص الطاقة الخارجية ، وخلق الظروف لتحقيق والحفاظ على انعكاس السكان. تشمل طرق الإثارة الإثارة البصرية ، والإثارة الكهربائية ، والإثارة الكيميائية ، وإثارة الطاقة النووية. إن مستوى الطاقة غير المستقر لوسط العمل يجعل الإشعاع المحفز هو المسيطر ، وبالتالي تحقيق التضخيم البصري. تشمل المكونات الشائعة في الليزر تجويف الرنين ، لكن التجويف الرنيني (انظر تجويف الرنين البصري) ليس مكونًا لا غنى عنه. يمكن أن يجعل تجويف الرنين الفوتونات الموجودة في التجويف لها نفس التردد والطور واتجاه التشغيل ، بحيث يكون لليزر اتجاه وتماسك جيدان. علاوة على ذلك ، يمكنه تقصير طول مادة العمل بشكل جيد ، ويمكنه أيضًا ضبط وضع الليزر المتولد عن طريق تغيير طول تجويف الرنين (أي اختيار الوضع) ، لذلك بشكل عام يحتوي الليزر على تجاويف رنانة.
يتكون الليزر بشكل عام من ثلاثة أجزاء: 1. مادة العمل: في قلب الليزر ، يمكن فقط استخدام المادة التي يمكنها تحقيق انتقال مستوى الطاقة كمواد عمل لليزر. 2. تشجيع الطاقة: تتمثل وظيفتها في إعطاء الطاقة للمادة العاملة ، وإثارة الذرات من مستوى منخفض الطاقة إلى مستوى طاقة مرتفع من الطاقة الخارجية. عادة يمكن أن يكون هناك طاقة ضوئية ، طاقة حرارية ، طاقة كهربائية ، طاقة كيميائية ، إلخ. 3. تجويف الرنين البصري: الوظيفة الأولى هي جعل الإشعاع المحفز للمادة العاملة يستمر بشكل مستمر. والثاني هو تسريع الفوتونات باستمرار ؛ والثالث هو تحديد اتجاه خرج الليزر. يتكون أبسط تجويف طنين بصري من مرآتين متوازيتين موضوعتين على طرفي ليزر الهليوم نيون. عندما تنتقل بعض ذرات النيون بين مستويي الطاقة اللذين حققا انعكاسًا سكانيًا ، وتشع فوتونات موازية لاتجاه الليزر ، فإن هذه الفوتونات ستنعكس ذهابًا وإيابًا بين المرآتين ، مما يتسبب باستمرار في تحفيز الإشعاع. يتم إنتاج ضوء الليزر القوي جدًا بسرعة كبيرة.
جودة الضوء المنبعث من الليزر نقية والطيف مستقر ويمكن استخدامه بعدة طرق: ليزر روبي: كان الليزر الأصلي هو أن الياقوت كان متحمسًا بمصباح وامض ساطع ، وكان الليزر الناتج عبارة عن "ليزر نبضي" بدلاً من شعاع مستمر ومستقر. تختلف جودة سرعة الضوء الناتج عن هذا الليزر اختلافًا جوهريًا عن الليزر الذي ينتجه الصمام الثنائي الليزري الذي نستخدمه الآن. هذا الانبعاث الضوئي المكثف الذي لا يدوم سوى بضع نانو ثانية مناسب جدًا لالتقاط الأجسام المتحركة بسهولة ، مثل الصور الثلاثية الأبعاد للأشخاص. وُلدت أول لوحة ليزر في عام 1967. تتطلب ليزر روبي الياقوت باهظ الثمن ويمكنه فقط إنتاج نبضات قصيرة من الضوء.
ليزر He-Ne: في عام 1960 ، قام العلماء علي جافان وويليام ر. برينيت جونيور ودونالد هيريوت بتصميم ليزر He-Ne. هذا هو أول ليزر غازي. يشيع استخدام هذا النوع من الليزر بواسطة المصورين الفوتوغرافيين الهولوغرافيين. ميزتان: 1. إنتاج إخراج ليزر مستمر. 2. لا تحتاج إلى مصباح فلاش لإثارة الضوء ، ولكن استخدم غاز الإثارة الكهربائية.
الصمام الثنائي لليزر: يعد الصمام الثنائي لليزر من أكثر أنواع الليزر شيوعًا. تسمى ظاهرة إعادة التركيب التلقائي للإلكترونات والثقوب الموجودة على جانبي تقاطع PN للديود لإصدار الضوء بالانبعاث التلقائي. عندما يمر الفوتون الناتج عن الإشعاع العفوي عبر أشباه الموصلات ، بمجرد مروره بالقرب من زوج ثقب الإلكترون المنبعث ، يمكنه إثارة الاثنين لإعادة الاتحاد وإنتاج فوتونات جديدة. يحث هذا الفوتون الناقلات المتحمسة على إعادة الاتحاد وإصدار فوتونات جديدة. هذه الظاهرة تسمى الانبعاث المحفز.
إذا كان التيار المحقون كبيرًا بدرجة كافية ، فسيتم تشكيل توزيع الناقل المعاكس لحالة التوازن الحراري ، أي انعكاس السكان. عندما تكون الحاملات في الطبقة النشطة في عدد كبير من الانقلابات ، تنتج كمية صغيرة من الإشعاع العفوي إشعاعًا مستحثًا بسبب الانعكاس المتبادل لطرفي تجويف الرنين ، مما يؤدي إلى ردود فعل إيجابية انتقائية للتردد ، أو اكتساب تردد معين. عندما يكون الكسب أكبر من فقد الامتصاص ، يمكن أن ينبعث ضوء متماسك بخطوط طيفية جيدة - ضوء ليزر من تقاطع PN. يسمح اختراع الصمام الثنائي لليزر بالترويج السريع لتطبيقات الليزر. يتم تطوير وتعميم أنواع مختلفة من مسح المعلومات ، واتصالات الألياف الضوئية ، ونطاق الليزر ، وأقراص الليدار ، ومؤشرات الليزر ، ومجموعات السوبر ماركت ، وما إلى ذلك.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
