Ласер се однесува на процес и инструмент за генерирање колимирани, монохроматски, кохерентни светлосни зраци преку стимулативна зрачна засилување и потребна повратна информација. Во основа, генерирањето ласер бара три елементи: „резонатор“, „средство за засилување“ и „извор на пумпање“.
А. Принцип
Состојбата на движење на атомот може да се подели на различни енергетски нивоа, и кога атомот преминува од високо енергетско ниво на ниско енергетско ниво, тој ослободува фотони со соодветна енергија (т.н. спонтано зрачење). Слично на тоа, кога фотон ќе упадне на систем со енергетски нивоа и ќе се апсорбира од него, тоа ќе предизвика атомот да премине од ниско енергетско ниво на високо енергетско ниво (т.н. возбудена апсорпција); Потоа, некои од атомите што преминуваат на повисоки енергетски нивоа ќе преминат на пониски енергетски нивоа и ќе емитираат фотони (т.н. стимулирано зрачење). Овие движења не се случуваат изолирано, туку често паралелно. Кога создаваме состојба, како што е користење на соодветен медиум, резонатор, доволно надворешно електрично поле, стимулираното зрачење се засилува така што повеќе од стимулираната апсорпција, тогаш генерално ќе се емитираат фотони, што резултира со ласерска светлина.
Б. Класификација
Според медиумот што го произведува ласерот, ласерот може да се подели на течен ласер, гасен ласер и цврст ласер. Сега најчестиот полупроводнички ласер е еден вид ласер во цврста состојба.
C. Состав
Повеќето ласери се составени од три дела: систем за побудување, ласерски материјал и оптички резонатор. Системите за побудување се уреди што произведуваат светлосна, електрична или хемиска енергија. Во моментов, главните средства за поттикнување што се користат се светлината, електричната енергија или хемиската реакција. Ласерските супстанции се супстанции што можат да произведат ласерска светлина, како што се рубини, берилиумско стакло, неонски гас, полупроводници, органски бои итн. Улогата на оптичката резонантна контрола е да се зголеми осветленоста на излезниот ласер, да се прилагоди и избере брановата должина и насоката на ласерот.
Г. Апликација
Ласерот е широко користен, главно со оптички влакна за комуникација, ласерско мерење, ласерско сечење, ласерско оружје, ласерски дискови и така натаму.
Е. Историја
Во 1958 година, американските научници Ксиаолуо и Таунс откриле магичен феномен: кога светлината што ја емитува внатрешната сијалица ја ставаат на кристал од ретки земни елементи, молекулите на кристалот ќе емитуваат светла, секогаш заедно силна светлина. Според овој феномен, тие го предложиле „принципот на ласер“, односно кога супстанцијата е возбудена од истата енергија како и природната фреквенција на осцилација на нејзините молекули, таа ќе произведе оваа силна светлина што не дивергира - ласер. Тие пронашле важни трудови за ова.
По објавувањето на резултатите од истражувањето на Скиоло и Таунс, научници од различни земји предложија различни експериментални шеми, но тие не беа успешни. На 15 мај 1960 година, Мејман, научник во лабораторијата Хјуз во Калифорнија, објави дека добил ласер со бранова должина од 0,6943 микрони, што е првиот ласер што некогаш го добиле луѓето, а со тоа Мејман стана првиот научник во светот што ги вовел ласерите во практичната област.
На 7 јули 1960 година, Мејман го објави раѓањето на првиот ласер во светот, а неговата шема е да користи цевка со висок интензитет за да стимулира атоми на хром во рубински кристал, со што се создава многу концентрирана тенка колона од црвена светлина, која кога ќе се испали во одредена точка, може да достигне температура повисока од површината на сонцето.
Советскиот научник Х.Г. Басов го измислил полупроводничкиот ласер во 1960 година. Структурата на полупроводничкиот ласер обично е составена од P слој, N слој и активен слој кои формираат двојна хетероспојка. Неговите карактеристики се: мала големина, висока ефикасност на спојување, брза брзина на одговор, бранова должина и големина што се вклопуваат со големината на оптичкото влакно, можат директно да се модулираат, добра кохерентност.
Шест, некои од главните насоки за примена на ласерот
F. Ласерска комуникација
Користењето на светлина за пренесување информации е многу честа појава денес. На пример, бродовите користат светла за комуникација, а семафорите користат црвена, жолта и зелена боја. Но, сите овие начини на пренесување информации со користење на обична светлина можат да бидат ограничени само на кратки растојанија. Ако сакате директно да пренесувате информации на далечни места преку светлина, не можете да користите обична светлина, туку само ласери.
Па, како се испорачува ласерот? Знаеме дека електричната енергија може да се пренесува по бакарни жици, но светлината не може да се пренесува по обични метални жици. За таа цел, научниците развија филамент што може да пренесува светлина, наречен оптичко влакно, познато како влакно. Оптичкото влакно е направено од специјални стаклени материјали, дијаметарот е потенок од човечка коса, обично од 50 до 150 микрони, и е многу мек.
Всушност, внатрешното јадро на влакното е направено од проѕирно оптичко стакло со висок индекс на прекршување, а надворешната обвивка е направена од стакло или пластика со низок индекс на прекршување. Таквата структура, од една страна, може да ја прекрши светлината по внатрешното јадро, исто како водата што тече напред во цевката за вода, електричната енергија се пренесува напред во жицата, дури и ако илјадниците вртења и извиткувања немаат ефект. Од друга страна, обвивката со низок индекс на прекршување може да спречи истекување на светлината, исто како што цевката за вода не протекува и изолациониот слој на жицата не спроведува електрична енергија.
Појавата на оптичкото влакно го решава начинот на пренесување на светлината, но тоа не значи дека со него, која било светлина може да се пренесе на многу далеку. Само висока осветленост, чиста боја, добар насочен ласер, е најидеален извор на светлина за пренесување информации, влезот е од едниот крај на влакното, речиси без загуби и излез од другиот крај. Затоа, оптичката комуникација е во суштина ласерска комуникација, која има предности како голем капацитет, висок квалитет, широк извор на материјали, силна доверливост, издржливост итн., и е прогласена од научниците за револуција во областа на комуникацијата и е едно од најбрилијантните достигнувања во технолошката револуција.
Време на објавување: 29 јуни 2023 година