Ლაზერის ფორმირება

უნივერსალური სცენარი
ტერმინების ბაზა
Лазерთა გამოჩენა ნიშნავს პირველ წყაროს, როდესაც ადამიანებმა მოხარჯეს ფოტონების კონტროლი. Лазерები არის სპეციალური სიაფერის წყაროები, რომლებიც გადილებს სიაფერს სტიმულირებული რადიაციის მეშვეობით, მათი ფორმირების პროცესი შეიცავს რამდენიმე ფიზიკურ მექანიზმს, როგორიცაა კვანტური მექანიკა, ოპტიკური რეზონანსი და ენერგიის ექსიტაცია. შემდეგი არის ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც წვდომას ახარჯება лазерთა ფორმირებას:
I. გამოწვეული ემისია და ნაწილების რიცხვის შებრუნება
Ლაზერების გენერაცია წყალობდა ატომური ენერგიის დონეებს შორის კვანტური გარდასვლებით. როდესაც ელექტრონი აბსორბირებს ენერგიას და გადადის უფრო მაღალ ენერგიის მდგომარეობაში, სისტემა მიმდინარე მდგომარეობაშია. ამ დროს, ელექტრონი ორი გზით გამოადგენს ენერგიას:
Სპონტანური გამოსხივება: ელექტრონები შემთხვევით დაბრუნდებიან ქვემოთ მდგომ ენერგიის მდგომარეობაში და გამოაქვეყნებენ ფოტონებს განსხვავებულ მიმართულებებით და ფაზებით.
Ინდუცირებული გამოსხივება: როდესაც გარე ფოტონის ენერგია ემთხვევა ენერგიის დონეებს შორის სხვაობას, ის განა Gaussian ენერგიის გამოსხივებას ექვემდებარეობს ზუსტად იგივე ფოტონის გამოსხივებას, რაც მოსაგვარავს ოპტიკური გამაძრეკების ფუნდამენტს.
Ოპტიკური გამაძალება: ნაწილები მაღალი ენერგიის დონეებზე გამოწვეული ემისია განიჭებიან შემთხვევით ფოტონების მიერ, რათომ წარმოიქმნენ იგივე ფაზისა და სიხშირის ფოტონები. ეს ფოტონები რეზონატორის გამოყენებით მრავალჯერ ჰოსცილირებიან, ჩაწერილი რეაქციის გაწყვეტის და მაღალი ინტენსივობის კოჰერენტული სინათლის ფორმირების შედეგად.
Ნაწილების რიცხვის შებრუნება: გადაჭრის სისტემა აღურღილებს თერმოდინამიკური ეკვილიბრიუმის მდგომარეობას, რათომ მუშაობის სამაგრი შეძლებს მეტასტაბილური ენერგიის დონეების ფორმირებას.
II. ოპტიკური რეზონატორი
Რეზონატორის გამოხმაურება: ოპტიკური რეზონატორი, რომელიც შედგება ორი გარეგნით, აძლევს ფოტონებს კონკრეტულ მიმართულებით მრავალჯერ წინ-უკან გადაადგილებას. როცა გამაძალება აღემატება გამონაკლებას, დამატებითი გამოხმაურების წიკლი იქმნება და საბოლოოდ კოჰერენტული სინათლის სვეტი გამოიტანება.
Რეჟიმის არჩევა: მოკლე გამოყენებით კავერნის დიზაინს ან გრატინგის შემუშავებით, ხარისხული და ტრანსვერსული რეჟიმების განაწილება კონტროლიруლად მოხდება, რათა მიიღოს ერთი-ფრექვენციიანი და ერთი-რეჟიმიანი გამომავალი.
Ენერგიის კონცენტრაცია: მუშა საბაზისო სიგრძის მოკლება და ლაზრის გამომავალი ეფექტის გამარტივება.
III. Bose-ის სტატისტიკა
Იდენტური ფოტონები: ფოტონები, რომლებიც წარმოიდგენენ სტიმულირებული რადიაციით, ზუსტად იგივე სიხშირეს, ფაზასა და პოლარიზაციის მდგომარეობას მქონდა.
Ტალღის ფუნქციის სუპერპოზიცია: დიდი რაოდენობის იდენტური ფოტონები ფორმირებენ მაკროსკოპულ კვანტურ მდგომარეობებს, რათა საშუალება გაძლევდეს სინათლეს სრულყოფილი კოჰერენცია.
Ლაზრის მახასიათებლები:
Დირექციულობა: ჩვეულებრივი სითხის წყაროს გაშლის კუთხე შედარებით დიდია, მათემ ლაზერის წყაროს კუთხე კი ნაკლებია და მისი მიმართულება ფიქსირებულია.
Ერთფეროვანობა: ლაზერის სპექტრალური ხაზის სიგანე ნაკლებია, ვიდრე ჩვეულებრივი წყაროს, ამიტომ უნიკალურად ერთფეროვანია.
Მაღალი ბრილიანტობა: ლაზრი გამოაქვს მაღალად პარალელურ სიმაღლეებს და შეიძლება გამოიგონოს უფრო მაღალი კონცენტრაციით.
Ლაზრების ფორმირება არის კვანტური მექანიკისა და ოპტიკური ინჟინერიის სრულყოფილი კომბინაცია. მისი ბაზისი მდგომარეობს სინთეტურ გამოსახულებაზე სინთეტური რადიაციის მეშვეობით და გამოწვეული რადიაციის შემუშავებით. ლაზრების განვითარება განადგურებს ინნოვაციებს მართვის, ჯანმრთელობისა და ინფორმაციული ტექნოლოგიების სფეროში.