Լազերը մարդկության կարևոր գյուտերից է, որը հայտնի է որպես «ամենապայծառ լույս»:Առօրյա կյանքում մենք հաճախ կարող ենք տեսնել լազերային տարբեր կիրառություններ, ինչպիսիք են լազերային գեղեցկությունը, լազերային եռակցումը, լազերային մոծակների սպանիչները և այլն:Այսօր եկեք մանրամասն պատկերացնենք լազերների և դրանց սերնդի հիմքում ընկած սկզբունքները:

Ի՞նչ է լազերը:

Լազերը լույսի աղբյուր է, որն օգտագործում է լազեր՝ լույսի հատուկ ճառագայթ առաջացնելու համար:Լազերը առաջացնում է լազինգային լույս՝ նյութի մեջ արտաքին լույսի աղբյուրից կամ էներգիայի աղբյուրից էներգիա ներմուծելով գրգռված ճառագայթման գործընթացի միջոցով:

Լազերը օպտիկական սարք է, որը կազմված է ակտիվ միջավայրից (օրինակ՝ գազ, պինդ կամ հեղուկ), որը կարող է ուժեղացնել լույսը և օպտիկական ռեֆլեկտորը։Լազերի ակտիվ միջավայրը սովորաբար ընտրված և մշակված նյութ է, և դրա բնութագրիչները որոշում են լազերի ելքային ալիքի երկարությունը:

Լազերների կողմից առաջացած լույսն ունի մի քանի եզակի բնութագրեր.

Նախ, լազերները մոնոխրոմատիկ լույս են շատ խիստ հաճախականություններով և ալիքի երկարություններով, որոնք կարող են բավարարել որոշ հատուկ օպտիկական կարիքներ:

Երկրորդ, լազերը համահունչ լույս է, և լույսի ալիքների փուլը շատ հետևողական է, ինչը կարող է պահպանել համեմատաբար կայուն լույսի ինտենսիվությունը երկար հեռավորությունների վրա:

Երրորդ, լազերները խիստ ուղղորդված լույս են՝ շատ նեղ ճառագայթներով և գերազանց կենտրոնացումով, որը կարող է օգտագործվել տարածական բարձր լուծաչափի հասնելու համար:

Լազերը լույսի աղբյուր է

Լազերային գեներացիայի սկզբունքը

Լազերի արտադրությունը ներառում է երեք հիմնական ֆիզիկական գործընթաց՝ խթանված ճառագայթում, ինքնաբուխ արտանետում և խթանված կլանում:

Sխթանված ճառագայթում

Խթանված ճառագայթումը լազերային արտադրության բանալին է:Երբ էներգիայի բարձր մակարդակի վրա գտնվող էլեկտրոնը գրգռվում է մեկ այլ ֆոտոնով, այն արձակում է նույն էներգիայով, հաճախականությամբ, փուլով, բևեռացման վիճակով և այդ ֆոտոնի ուղղությամբ տարածման ուղղությամբ:Այս գործընթացը կոչվում է խթանված ճառագայթում:Այսինքն՝ ֆոտոնը կարող է «կլոնավորել» նույնական ֆոտոնը գրգռված ճառագայթման գործընթացով՝ դրանով իսկ հասնելով լույսի ուժեղացման։

Sինքնաբուխ արտանետում

Երբ ատոմի, իոնի կամ մոլեկուլի էլեկտրոնը բարձր էներգիայի մակարդակից անցնում է ցածր էներգիայի մակարդակի, այն արձակում է որոշակի քանակությամբ էներգիայի ֆոտոններ, ինչը կոչվում է ինքնաբուխ արտանետում։Այդպիսի ֆոտոնների արտանետումը պատահական է, և արտանետվող ֆոտոնների միջև կապ չկա, ինչը նշանակում է, որ դրանց փուլը, բևեռացման վիճակը և տարածման ուղղությունը պատահական են:

Sխթանված կլանումը

Երբ ցածր էներգիայի մակարդակով էլեկտրոնը կլանում է իր էներգիայի մակարդակի տարբերությամբ ֆոտոնը, այն կարող է գրգռվել մինչև բարձր էներգիայի մակարդակ:Այս գործընթացը կոչվում է խթանված կլանում:

Լազերներում երկու զուգահեռ հայելիներից կազմված ռեզոնանսային խոռոչը սովորաբար օգտագործվում է խթանված ճառագայթման գործընթացն ուժեղացնելու համար:Մի հայելին ընդհանուր արտացոլման հայելի է, իսկ մյուս հայելին կիսաարտացոլող հայելի է, որը կարող է թույլ տալ լազերի մի մասի միջով անցնել:

Լազերային միջավայրում գտնվող ֆոտոններն արտացոլվում են երկու հայելիների միջև ետ ու առաջ, և յուրաքանչյուր արտացոլումը առաջացնում է ավելի շատ ֆոտոններ գրգռված ճառագայթման գործընթացի միջոցով՝ դրանով իսկ հասնելով լույսի ուժեղացման:Երբ լույսի ինտենսիվությունը որոշ չափով մեծանում է, լազերը առաջանում է կիսաարտացոլող հայելու միջոցով: