Lazeri i referohet procesit dhe instrumentit të gjenerimit të rrezeve të dritës së kolimuar, monokromatike dhe koherente përmes amplifikimit të rrezatimit të stimuluar dhe reagimit të nevojshëm. Në thelb, gjenerimi i lazerit kërkon tre elementë: një "rezonator", një "medium përforcues" dhe një "burim pompimi".
A. Parimi
Gjendja e lëvizjes së një atomi mund të ndahet në nivele të ndryshme energjie, dhe kur atomi kalon nga një nivel i lartë energjie në një nivel të ulët energjie, ai lëshon fotone me energji përkatëse (i ashtuquajturi rrezatim spontan). Në mënyrë të ngjashme, kur një foton bie në një sistem të nivelit të energjisë dhe absorbohet prej tij, kjo do të shkaktojë që atomi të kalojë nga një nivel i ulët energjie në një nivel të lartë energjie (i ashtuquajturi thithje e ngacmuar); Pastaj, disa nga atomet që kalojnë në nivele më të larta energjie do të kalojnë në nivele më të ulëta energjie dhe do të lëshojnë fotone (i ashtuquajturi rrezatim i stimuluar). Këto lëvizje nuk ndodhin të izoluara, por shpesh paralelisht. Kur krijojmë një kusht, siç është përdorimi i mediumit të përshtatshëm, rezonatorit, fushës elektrike të jashtme të mjaftueshme, rrezatimi i stimuluar amplifikohet në mënyrë që më shumë se thithja e stimuluar, atëherë në përgjithësi, do të emetohen fotone, duke rezultuar në dritë lazeri.
B. Klasifikimi
Sipas mjedisit që prodhon lazerin, lazeri mund të ndahet në lazer të lëngshëm, lazer të gaztë dhe lazer të ngurtë. Lazeri gjysmëpërçues më i zakonshëm është një lloj lazeri në gjendje të ngurtë.
C. Përbërja
Shumica e lazerëve përbëhen nga tre pjesë: sistemi i ngacmimit, materiali i lazerit dhe rezonatori optik. Sistemet e ngacmimit janë pajisje që prodhojnë dritë, energji elektrike ose kimike. Aktualisht, mjetet kryesore të nxitjes që përdoren janë drita, energjia elektrike ose reaksioni kimik. Substancat lazer janë substanca që mund të prodhojnë dritë lazeri, siç janë rubinët, qelqi i beriliumit, gazi neon, gjysmëpërçuesit, ngjyrat organike, etj. Roli i kontrollit të rezonancës optike është të rrisë shkëlqimin e lazerit dalës, të rregullojë dhe zgjedhë gjatësinë e valës dhe drejtimin e lazerit.
D. Aplikimi
Lazeri përdoret gjerësisht, kryesisht në komunikimin me fibra, matjen e rrezeve me lazer, prerjen me lazer, armët me lazer, diskun me lazer e kështu me radhë.
E. Historia
Në vitin 1958, shkencëtarët amerikanë Xiaoluo dhe Townes zbuluan një fenomen magjik: kur e vendosin dritën e emetuar nga llamba e brendshme e dritës në një kristal të tokës së rrallë, molekulat e kristalit do të emetojnë dritë të ndritshme, gjithmonë së bashku të fortë. Sipas këtij fenomeni, ata propozuan "parimin e lazerit", domethënë, kur substanca ngacmohet nga e njëjta energji si frekuenca natyrore e lëkundjes së molekulave të saj, ajo do të prodhojë këtë dritë të fortë që nuk divergjon - lazer. Ata gjetën punime të rëndësishme për këtë.
Pas publikimit të rezultateve të kërkimit të Sciolo dhe Townes, shkencëtarë nga vende të ndryshme propozuan skema të ndryshme eksperimentale, por ato nuk patën sukses. Më 15 maj 1960, Mayman, një shkencëtar në Laboratorin Hughes në Kaliforni, njoftoi se kishte marrë një lazer me gjatësi vale prej 0.6943 mikronësh, i cili ishte lazeri i parë i marrë ndonjëherë nga njerëzit, dhe kështu Mayman u bë shkencëtari i parë në botë që futi lazerët në fushën praktike.
Më 7 korrik 1960, Mayman njoftoi lindjen e lazerit të parë në botë. Skema e Mayman është të përdorë një tub ndezjeje me intensitet të lartë për të stimuluar atomet e kromit në një kristal rubini, duke prodhuar kështu një kolonë drite të kuqe shumë të përqendruar, e cila kur ndizet në një pikë të caktuar mund të arrijë një temperaturë më të lartë se sipërfaqja e diellit.
Shkencëtari sovjetik H.Γ. Basov shpiku lazerin gjysmëpërçues në vitin 1960. Struktura e lazerit gjysmëpërçues zakonisht përbëhet nga shtresa P, shtresa N dhe shtresa aktive të cilat formojnë hetero-lidhje të dyfishtë. Karakteristikat e tij janë: madhësia e vogël, efikasiteti i lartë i çiftëzimit, shpejtësia e shpejtë e reagimit, gjatësia e valës dhe madhësia përputhen me madhësinë e fibrës optike, mund të modulohen drejtpërdrejt, koherencë e mirë.
Gjashtë, disa nga drejtimet kryesore të aplikimit të lazerit
F. Komunikimi me lazer
Përdorimi i dritës për të transmetuar informacion është shumë i zakonshëm sot. Për shembull, anijet përdorin dritat për të komunikuar, dhe semaforët përdorin të kuqen, të verdhën dhe të gjelbrën. Por të gjitha këto mënyra të transmetimit të informacionit duke përdorur dritën e zakonshme mund të kufizohen vetëm në distanca të shkurtra. Nëse doni të transmetoni informacion direkt në vende të largëta përmes dritës, nuk mund të përdorni dritën e zakonshme, por vetëm lazerët.
Pra, si e shpërndani lazerin? Ne e dimë që energjia elektrike mund të përhapet përgjatë telave të bakrit, por drita nuk mund të përhapet përgjatë telave të zakonshëm metalikë. Për këtë qëllim, shkencëtarët kanë zhvilluar një filament që mund të transmetojë dritën, të quajtur fibër optik, i referuar si fibër. Fibra optike është bërë nga materiale të veçanta qelqi, diametri është më i hollë se një fije floku njeriu, zakonisht 50 deri në 150 mikronë, dhe shumë i butë.
Në fakt, bërthama e brendshme e fibrës është prej qelqi optik transparent me një indeks të lartë thyerjeje, dhe veshja e jashtme është bërë prej qelqi ose plastike me indeks të ulët thyerjeje. Një strukturë e tillë, nga njëra anë, mund ta bëjë dritën të thyhet përgjatë bërthamës së brendshme, ashtu si uji që rrjedh përpara në tubin e ujit, energjia elektrike të transmetohet përpara në tel, edhe nëse mijëra rrotullime dhe kthesa nuk kanë efekt. Nga ana tjetër, veshja me indeks të ulët thyerjeje mund të parandalojë rrjedhjen e dritës, ashtu si tubi i ujit nuk depërton dhe shtresa izoluese e telit nuk përçon energji elektrike.
Shfaqja e fibrës optike zgjidh mënyrën e transmetimit të dritës, por kjo nuk do të thotë se me të, çdo dritë mund të transmetohet në distanca shumë të largëta. Vetëm shkëlqimi i lartë, ngjyra e pastër, lazeri i drejtuar mirë, është burimi më ideal i dritës për të transmetuar informacion, ai është hyrje nga njëri skaj i fibrës, pothuajse pa humbje dhe dalje nga skaji tjetër. Prandaj, komunikimi optik është në thelb komunikim lazer, i cili ka avantazhet e kapacitetit të madh, cilësisë së lartë, burimit të gjerë të materialeve, konfidencialitetit të fortë, qëndrueshmërisë, etj., dhe është cilësuar nga shkencëtarët si një revolucion në fushën e komunikimit, dhe është një nga arritjet më të shkëlqyera në revolucionin teknologjik.
Koha e postimit: 29 qershor 2023