Ezagutza Profesionala

Laseraren oinarrizko konposizioa eta aplikazioa

2021-08-04
Laser laser igor dezakeen gailu bat da. Lan egiteko bitartekoaren arabera, laserrak lau kategoriatan bana daitezke: gas laserrak, laser solidoak, laser erdieroaleak eta koloratzaile laserrak. Berriki, elektroi askeko laserrak garatu dira. Potentzia handiko laserrak pultsuak izaten dira. Irteera.

Laseraren funtzionamendu-printzipioa:
Elektroi askeko laserrak izan ezik, hainbat laserren oinarrizko lan-printzipioak berdinak dira. Laser sortzeko ezinbesteko baldintzak biztanleriaren inbertsioa eta irabazia galera baino handiagoa dira, beraz, gailuaren ezinbesteko osagaiak kitzikapen (edo ponpaketa) iturria eta energia maila metaegonkorra duen lan-erdia dira. Kitzikapenak esan nahi du lan-bitartekoak kitzikatuta egoten dela kanpoko energia xurgatu ondoren, biztanleriaren inbertsioa gauzatzeko eta mantentzeko baldintzak sortuz. Kitzikapen metodoen artean, kitzikapen optikoa, kitzikapen elektrikoa, kimikoa eta energia nuklearraren kitzikapena daude.
Lan-medioaren energia-maila metaegonkorrak estimulatutako erradiazioa nagusitzen du, eta horrela anplifikazio optikoa gauzatzen da. Laserretan ohiko osagaiak erresonantzia-barrunbea dira, baina erresonantzia-barrunbea (ikus erresonantzia-barrunbe optikoa) ez da ezinbesteko osagaia. Erresonantzia-barrunbeak barrunbeko fotoiek maiztasun, fase eta martxa-norabide bera izan dezakete, laserrak norabide eta koherentzia ona izan dezan. Gainera, lan-materialaren luzera ondo laburtu dezake, eta sortutako laser-modua ere doi dezake erresonantzia-barrunbearen luzera aldatuz (hau da, modua hautatzea), beraz, oro har, laser-ek erresonantzia-barrunbeak dituzte.

Laserra, oro har, hiru zatiz osatuta dago:
1. Laneko substantzia: Laserraren muinean, energia-mailako trantsizioa lor dezakeen substantzia bakarrik erabil daiteke laseraren laneko substantzia gisa.
2. Energia bultzatzea: bere funtzioa laneko materiari energia ematea da, eta atomoak kitzikatzea energia baxuko mailatik energia handiko kanpoko energia mailara. Normalean argi-energia, energia termikoa, energia elektrikoa, energia kimikoa, etab egon daitezke.
3. Barrunbe erresonante optikoa: lehen funtzioa lan-substantziaren erradiazio estimulatua etengabe jarraitzea da; bigarrena fotoiak etengabe azeleratzea da; hirugarrena laser irteeraren norabidea mugatzea da. Erresonantzia-barrunbe optiko sinpleena helio-neoi laser baten bi muturretan kokatutako bi ispilu paraleloz osatuta dago. Neoi-atomo batzuk populazio-inbertsioa lortu duten bi energia-mailen artean igarotzen direnean, eta laserraren noranzkoarekiko paralelo fotoiak irradiatzen dituztenean, fotoi horiek bi ispiluen artean hara eta hona islatuko dira, horrela etengabe estimulatutako erradiazioa eraginez. Laser argi oso indartsua oso azkar sortzen da.

Laserrak igortzen duen argiaren kalitatea purua da eta espektroa egonkorra da, modu askotan erabil daitekeena:
Ruby laser: Jatorrizko laserra errubia distiratsu distiratsu baten bonbilla batek kitzikatzen zuela zen, eta sortutako laserra "pultsu-laser" bat zen, izpi etengabe eta egonkorra izan beharrean. Laser honek sortzen duen argiaren abiaduraren kalitatea funtsean desberdina da orain erabiltzen ari garen laser diodoak sortzen duen laserrarekin. Nanosegundo gutxi irauten duen argi-igorpen bizi hau oso egokia da erraz mugitzen diren objektuak harrapatzeko, hala nola pertsonen erretratu holografikoak. Lehen laser erretratua 1967an jaio zen. Ruby laserrek errubi garestiak behar dituzte eta argi pultsu laburrak baino ezin dituzte ekoitzi.

He-Ne laserra: 1960an, Ali Javan, William R. Brennet Jr. eta Donald Herriot zientzialariek He-Ne laser bat diseinatu zuten. Hau da lehen gas laserra. Laser mota hau argazkilari holografikoek erabili ohi dute. Bi abantaila: 1. Etengabeko laser irteera sortzea; 2. Ez duzu flash bonbilla behar argia kitzikatzeko, baina erabili kitzikapen elektrikoko gasa.

Laser diodoa: laser diodoa laser erabilienetako bat da. Diodoaren PN junturaren bi aldeetako elektroien eta zuloen berezko birkonbinazioaren fenomenoari argia igortzeko igorpen espontaneoa deitzen zaio. Erradiazio espontaneoek sortutako fotoia erdieroalean zehar igarotzen denean, igorritako elektroi-zulo bikotearen ingurutik igaro ondoren, biak kitzikatu ditzake birkonbinatzeko eta fotoi berriak sortzeko. Fotoi honek eramaile kitzikatuak birkonbinatzera eta fotoi berriak igortzera bultzatzen ditu. Fenomenoari igorpen estimulatua deitzen zaio.

Injektatutako korrontea nahikoa handia bada, oreka termikoaren egoeraren aurkako eramaile-banaketa sortuko da, hau da, populazioaren inbertsioa. Geruza aktiboko eramaileak inbertsio kopuru handian daudenean, erradiazio espontaneo txiki batek induzitutako erradiazioa sortzen du erresonantzia-barrunbearen bi muturren elkarrekiko islada dela eta, maiztasun-hautespenezko erresonantzia positiboaren ondorioz, edo bat lortuz. maiztasun jakin bat. Irabazia xurgapen-galera baino handiagoa denean, PN lotunetik lerro espektral onak dituen argi koherentea-laser argia igor daiteke. Laser diodoaren asmakuntzak laser aplikazioak azkar hedatzea ahalbidetzen du. Hainbat informazio eskaneatzea, zuntz optikoko komunikazioak, laser bidezko distantzia, lidar, laser diskoak, laser erakusleak, supermerkatuen bildumak, etab., etengabe garatzen eta hedatzen ari dira.
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
Reject Accept