A lézer olyan eszköz, amely lézert bocsát ki. A munkaközeg szerint a lézerek négy kategóriába sorolhatók: gázlézerek, szilárd lézerek, félvezetőlézerek és festéklézerek. Az utóbbi időben szabad elektron lézereket fejlesztettek ki. A nagy teljesítményű lézerek általában impulzusosak. Kimenet.
A lézer működési elve: A szabad elektron lézerek kivételével a különböző lézerek alapvető működési elvei megegyeznek. A lézergenerálás elengedhetetlen feltételei a populáció inverziója és a veszteségnél nagyobb nyereség, így a készülékben nélkülözhetetlen komponensek a gerjesztő (vagy pumpáló) forrás és a metastabil energiaszintű munkaközeg. A gerjesztés azt jelenti, hogy a munkaközeget a külső energia elnyelése után gerjesztett állapotba gerjesztik, megteremtve a feltételeket a populációinverzió megvalósításához és fenntartásához. A gerjesztési módszerek közé tartozik az optikai gerjesztés, az elektromos gerjesztés, a kémiai gerjesztés és a nukleáris energiás gerjesztés. A munkaközeg metastabil energiaszintje a stimulált sugárzást dominálja, ezáltal optikai erősítést valósít meg. A lézerek gyakori összetevői közé tartozik a rezonanciaüreg, de a rezonanciaüreg (lásd az optikai rezonancia üreget) nem nélkülözhetetlen komponens. A rezonáns üreg az üregben lévő fotonokat azonos frekvenciájúvá, fázisúvá és futási irányúvá teheti, így a lézer jó irányultságú és koherenciájú. Sőt, jól lerövidítheti a munkaanyag hosszát, és a rezonanciaüreg hosszának változtatásával (azaz módválasztással) a generált lézer üzemmódját is be tudja állítani, így a lézerek általában rendelkeznek rezonanciaüregekkel.
A lézer általában három részből áll: 1. Munkaanyag: A lézer magjában csak az az anyag használható a lézer munkaanyagaként, amely képes energiaszint-átmenetet elérni. 2. Ösztönző energia: feladata energiát adni a működő anyagnak, és atomokat gerjeszteni az alacsony energiájú szintről a nagy energiájú külső energia szintre. Általában lehet fényenergia, hőenergia, elektromos energia, kémiai energia stb. 3. Optikai rezonancia üreg: Az első funkció, hogy a munkaanyag stimulált sugárzását folyamatosan továbbítsa; a második a fotonok folyamatos gyorsítása; a harmadik a lézerkibocsátás irányának korlátozása. A legegyszerűbb optikai rezonancia üreg két párhuzamos tükörből áll, amelyek egy hélium-neon lézer mindkét végén vannak elhelyezve. Amikor egyes neonatomok a populációinverziót elért két energiaszint között átlépnek, és a lézer irányával párhuzamosan fotonokat sugároznak, ezek a fotonok oda-vissza visszaverődnek a két tükör között, így folyamatosan stimulált sugárzást okozva. Nagyon erős lézerfény nagyon gyorsan keletkezik.
A lézer által kibocsátott fény minősége tiszta, a spektrum stabil, ami sokféleképpen felhasználható: Rubinlézer: Az eredeti lézer az volt, hogy a rubint fényesen villogó izzó gerjesztette, és az előállított lézer „impulzuslézer” volt, nem pedig folyamatos és stabil sugár. A lézer által kibocsátott fénysebesség minősége alapvetően eltér a most használt lézerdióda által termelt lézertől. Ez az intenzív fénykibocsátás, amely csak néhány nanomásodpercig tart, nagyon alkalmas könnyen mozgó tárgyak, például holografikus emberek portréinak rögzítésére. Az első lézeres portré 1967-ben született. A rubinlézerekhez drága rubinokra van szükség, és csak rövid fényimpulzusokat képesek előállítani.
He-Ne lézer: 1960-ban Ali Javan, William R. Brennet Jr. és Donald Herriot tudósok megterveztek egy He-Ne lézert. Ez az első gázlézer. Ezt a lézertípust általában a holografikus fotósok használják. Két előny: 1. Folyamatos lézerkimenet; 2. Fénygerjesztéshez ne kelljen vaku, hanem használjon elektromos gerjesztőgázt.
Lézerdióda: A lézerdióda az egyik leggyakrabban használt lézer. Spontán emissziónak nevezzük azt a jelenséget, amikor a dióda PN átmenetének mindkét oldalán lévő elektronok és lyukak spontán rekombinációja fényt bocsát ki. Amikor a spontán sugárzás által generált foton áthalad a félvezetőn, amint áthalad a kibocsátott elektron-lyuk pár közelében, gerjesztheti a kettőt, hogy újraegyesüljenek és új fotonokat termeljenek. Ez a foton a gerjesztett hordozókat rekombinációra és új fotonok kibocsátására készteti. A jelenséget stimulált emissziónak nevezik.
Ha a beinjektált áram elég nagy, akkor a termikus egyensúlyi állapottal ellentétes vivőeloszlás alakul ki, vagyis a populáció inverziója. Ha az aktív rétegben a hordozók nagyszámú inverzióban vannak, kis mennyiségű spontán sugárzás a rezonáns üreg két végének visszaverődése miatt indukált sugárzást kelt, ami frekvenciaszelektív rezonancia pozitív visszacsatolást eredményez, vagy bizonyos gyakorisággal. Ha az erősítés nagyobb, mint az abszorpciós veszteség, akkor a PN átmenetből koherens fény bocsátható ki jó spektrális vonalakkal – lézerfénnyel. A lézerdióda feltalálása lehetővé teszi a lézeres alkalmazások gyors népszerűsítését. Folyamatosan fejlesztik és népszerűsítik az információszkennelés különféle típusait, az optikai szálas kommunikációt, a lézeres távolságmeghatározást, a lidarokat, a lézerlemezeket, a lézermutatókat, a szupermarket gyűjteményeket stb.
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
