Lazeri i referohet procesit dhe instrumentit të gjenerimit të rrezeve të dritës të përafruara, monokromatike, koherente përmes amplifikimit të rrezatimit të stimuluar dhe reagimeve të nevojshme.Në thelb, gjenerimi i lazerit kërkon tre elementë: një "rezonator", një "medium fitimi" dhe një "burim pompimi".
A. Parimi
Gjendja e lëvizjes së një atomi mund të ndahet në nivele të ndryshme energjetike dhe kur atomi kalon nga një nivel i lartë energjie në një nivel të ulët energjie, ai lëshon fotone të energjisë përkatëse (i ashtuquajturi rrezatim spontan).Në mënyrë të ngjashme, kur një foton bie në një sistem të nivelit të energjisë dhe absorbohet prej tij, ai do të bëjë që atomi të kalojë nga një nivel i ulët energjie në një nivel të lartë energjie (i ashtuquajturi absorbim i ngacmuar);Pastaj, disa nga atomet që kalojnë në nivele më të larta të energjisë do të kalojnë në nivele më të ulëta të energjisë dhe do të lëshojnë fotone (të ashtuquajturat rrezatim të stimuluar).Këto lëvizje nuk ndodhin të izoluara, por shpesh paralelisht.Kur krijojmë një gjendje, si p.sh. përdorimi i mediumit të përshtatshëm, rezonatorit, fushës së jashtme elektrike të mjaftueshme, rrezatimi i stimuluar përforcohet në mënyrë që më shumë se thithja e stimuluar, atëherë në përgjithësi, do të emetohen fotone, duke rezultuar në dritë lazer.
B. Klasifikimi
Sipas mediumit që prodhon lazerin, lazeri mund të ndahet në lazer të lëngshëm, lazer me gaz dhe lazer të ngurtë.Tani 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 lazer dhe rezonatori optik.Sistemet e ngacmimit janë pajisje që prodhojnë dritë, energji elektrike ose kimike.Aktualisht, mjetet kryesore nxitëse të përdorura janë drita, energjia elektrike ose reaksioni kimik.Substancat lazer janë substanca që mund të prodhojnë dritë lazer, të tilla si rubin, xhami berilium, gaz neoni, gjysmëpërçues, ngjyra organike, etj. Roli i kontrollit të rezonancës optike është të rrisë shkëlqimin e lazerit dalës, të rregullojë dhe zgjedhë gjatësinë e valës dhe drejtimin të lazerit.
D. Aplikimi
Lazeri përdoret gjerësisht, kryesisht komunikimi me fibra, shtrirja me lazer, prerja me lazer, armët lazer, disku lazer etj.
E. Histori
Në vitin 1958, shkencëtarët amerikanë Xiaoluo dhe Townes zbuluan një fenomen magjik: kur ata vendosin dritën e emetuar nga llamba e brendshme në një kristal të tokës së rrallë, molekulat e kristalit do të lëshojnë dritë të ndritshme, gjithmonë së bashku, të fortë.Sipas këtij fenomeni, ata propozuan "parimin lazer", domethënë kur substanca ngacmohet nga e njëjta energji si frekuenca natyrore e lëkundjeve të molekulave të saj, ajo do të prodhojë këtë dritë të fortë që nuk divergjente - lazer.Ata gjetën letra 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 ishin të suksesshme.Më 15 maj 1960, Mayman, një shkencëtar në Laboratorin Hughes në Kaliforni, njoftoi se kishte marrë një lazer me një gjatësi vale prej 0,6943 mikron, i cili ishte lazeri i parë i marrë ndonjëherë nga njerëzit, dhe Mayman u bë kështu shkencëtari i parë në botë. për të futur 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 flash me intensitet të lartë për të stimuluar atomet e kromit në një kristal rubini, duke prodhuar kështu një kolonë të hollë të kuqe shumë të përqendruar, kur shkrehet. 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 heterobashkim të dyfishtë.Karakteristikat e tij janë: madhësia e vogël, efikasiteti i lartë i bashkimit, shpejtësia e shpejtë e reagimit, gjatësia e valës dhe madhësia përshtaten me madhësinë e fibrës optike, mund të modulohen drejtpërdrejt, koherencë e mirë.
Gjashtë, disa nga drejtimet kryesore të aplikimit të lazerit
F. Komunikimi me laser
Përdorimi i dritës për të transmetuar informacion është shumë i zakonshëm sot.Për shembull, anijet përdorin dritat për të komunikuar, dhe semaforët përdorin të kuqe, të verdhë dhe jeshile.Por të gjitha këto mënyra të transmetimit të informacionit duke përdorur dritën e zakonshme mund të kufizohen vetëm në distanca të shkurtra.Nëse dëshironi të transmetoni informacion direkt në vende të largëta përmes dritës, nuk mund të përdorni dritën e zakonshme, por përdorni vetëm lazer.
Pra, si e jepni lazerin?Ne e dimë se energjia elektrike mund të bartet përmes telave të bakrit, por drita nuk mund të bartet përmes telave të zakonshëm metalikë.Për këtë qëllim, shkencëtarët kanë zhvilluar një filament që mund të transmetojë dritë, të quajtur fibër optike, e quajtur fibër.Fibra optike është bërë nga materiale të veçanta qelqi, diametri është më i hollë se flokët e njeriut, zakonisht 50 deri në 150 mikron dhe shumë i butë.
Në fakt, thelbi i brendshëm i fibrës është një indeks i lartë thyes i qelqit optik transparent, dhe veshja e jashtme është bërë prej xhami ose plastike me indeks të ulët thyerjeje.Një strukturë e tillë, nga njëra anë, mund të bëjë që drita të përthyhet përgjatë bërthamës së brendshme, ashtu si uji që rrjedh përpara në tubin e ujit, energjia elektrike që transmetohet përpara në tela, edhe nëse mijëra kthesa dhe kthesa nuk kanë efekt.Nga ana tjetër, veshja me indeks të ulët thyes mund të parandalojë rrjedhjen e dritës, ashtu si tubi i ujit nuk depërton dhe shtresa izoluese e telit nuk përçon energjinë elektrike.
Shfaqja e fibrës optike zgjidh mënyrën e transmetimit të dritës, por nuk do të thotë se me të mund të transmetohet çdo dritë në shumë larg.Vetëm shkëlqimi i lartë, ngjyra e pastër, lazeri me drejtim të mirë, është burimi më ideal i dritës për të transmetuar informacionin, ai hyn nga njëra skaj i fibrës, pothuajse nuk ka 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 vlerësuar nga shkencëtarët si një revolucion në fushën e komunikimit dhe është një. nga arritjet më të shkëlqyera në revolucionin teknologjik.
Koha e postimit: Qershor-29-2023