Laseri moodustumine

üldine stsenaarium
terminoloogia andmebaas
Laserite ilmumine märgistas esimest korda, kui inimesed on suutnud foonide kontrollimise saavutada. Laserid on erilised valgusallikad, mis suurendavad valgust stimuleeritud radiatsiooniga, ja nende moodustumisprotsess hõlmab mitmeid füüsika mehhanisme, nagu kvantmehaanika, optilist resontaani ja energiakaitset. Järgnevad on peamised tegurid, mis kaasnevad laserite moodustumisega:
I. Stimuleeritud emissioon ja osake arvu ümberpöörmine
Laserite loomise alguses oli tegemist kvantivahetustega atomsete energiasätete vahel. Kui elektron absorbeerib energiat ja liigub kõrgema energiasse, siis on süsteem ebastabiilses olekus. Selle hetkel vabastab elektron energiat kahe viisi:
Spontaanne emitsents: Elektronid hüppavad juhuslikult tagasi madalamas energiasesse ja emitseerivad erinevates suundades ja faasidega fotonit.
Stimuleeritud emitsents: Kui välimuse fooni energia vastab energiasa jagunemisele, siis see võib põhjustada avastatud olekus olevate elektronite täpselt sama fooni samal ajal välja andmist, mis moodustab optilise amplifitseerimise alused.
Optilise amplifitseerimise: Energiasüsteemis kõrges energitasemel asuvad osakesed lähevad ülestimuleeritud emissioonile, mida käivitavad tulenevad foonid, toodudes foonid sama faasi ja sagedusega. Need foonid oscilliteerivad mitu korda resonaatorseerides, põhjustades ahela reaktsiooni ning moodustades kõrge intensiivsusega koherentsse valguse.
Osakeste arvu inverteerimine: Pumpeerimissüsteem lõhub termilise tasakaalu oleku, lubades töötavale ainele moodustada meta-stabiilsed energiatasemed.
Ii. Optiline resonaatorseeria
Resonaatorseeria tagasiside: Optiline resonaatorseeria kahest peeglist võimaldab foonidel konkreetse suuna puhul mitmeid kordi minekut teha. Kui kasu ületab kaotusi, moodustatakse positiivne tagasiside tsükkel ning lõpuks väljastatakse koherentsne kiil.
Režiimivalik: Lühike seeria disaini või raamatu tagasiside abil kontrollitakse pika- ja ristrežiimide leviku, saavutades ühefrekventsse ja üherežiimilise väljund.
Energiasügavuse keskendumine: Töötavate aine efektiivse pikkuse lühendamine ja laseri väljundeffektiivsuse parandamine.
Kolmas. Bose statistika
Identsete fotonite: Stiimuleeritud radiatsiooniga toodetud fotond on täpselt sama sagedus, faas ja polarisatsioon olekus.
Lainefunktsiooni superpositioon: Suur arv identseid fotoneid moodustab makroskoopilised kvanttilad, andes valgusele täiusliku koherentsi.
Laseeri omadused:
Suunavus: tavalise valgusallika hajumiskõn on suurem, samas kui lazeri valgusallika hajumiskõn on väiksem ja selle suund on fikseeritud.
Ühekromaatilisus: laseri spektraalkõrgus on kitsam kui tavalise valgusallika ja seetõttu on sellel parem ühekromaatilisus.
Kõrge heledus: Laser saadab äärmiselt paralleelsed säded ja neid võib koguda suurema tihedusega.
Laseeride moodustumine on täiuslik kombinatsioon kvantmehaanikast ja optilise insenerist. Selle tuum jääb saavutatud kontrollitud valguse suurenemises osakese pöörde kaudu ja stiimuleeritud radiatsiooniga. Laseerite areng edendab innovatsioone tootmises, tervishoius ja infotehnoloogias.