פּרינציפּ פון לאַזער דור

פארוואס טאָן מיר דאַרפֿן צו וויסן דעם פּרינציפּ פון לייזערז?

וויסן די דיפעראַנסיז צווישן פּראָסט סעמיקאַנדאַקטער לייזערז, פייבערז, דיסקס אוןיאַג לאַזערקענען אויך העלפֿן צו באַקומען אַ בעסער פארשטאנד און אָנטייל נעמען אין מער דיסקוסיעס בעשאַס די סעלעקציע פּראָצעס.

דער אַרטיקל פאָוקיסיז דער הויפּט אויף פאָלקס וויסנשאַפֿט: אַ קורץ הקדמה צו דעם פּרינציפּ פון לאַזער דור, די הויפּט סטרוקטור פון לייזערז און עטלעכע פּראָסט טייפּס פון לייזערז.

ערשטער, דער פּרינציפּ פון לאַזער דור

לייזער איז דזשענערייטאַד דורך די ינטעראַקשאַן צווישן ליכט און ענין, באקאנט ווי סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע אַמפּלאַפאַקיישאַן; פארשטאנד פון סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע אַמפּלאַפאַקיישאַן ריקווייערז פארשטאנד פון איינשטיין ס קאַנסעפּס פון ספּאַנטייניאַס ימישאַן, סטימיאַלייטאַד אַבזאָרפּשאַן און סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע, ווי אויך עטלעכע נייטיק טעאָרעטיש יסודות.

טעאָרעטיש יקער 1: באָהר מאָדעל

דער באָהר מאָדעל דער הויפּט גיט די ינערלעך סטרוקטור פון אַטאָמס, וואָס מאכט עס גרינג צו פֿאַרשטיין ווי לייזערז פאַלן. אַן אַטאָם איז צונויפגעשטעלט פון אַ קערן און עלעקטראָנס אַרויס די קערן, און די אָרביטאַלז פון עלעקטראָנס זענען נישט אַרביטראַריש. עלעקטראָן האָבן בלויז געוויסע אָרביטאַלן, צווישן וועלכע די אינעווייניקסטע אָרביטאַל ווערט גערופן דער ערד-צושטאַנד; אויב אַן עלעקטראָן איז אין דער ערד שטאַט, זייַן ענערגיע איז די לאָואַסט. אויב א עלעקטראן שפרינגט ארויס פון א ארביט, ווערט עס אנגערופן דער ערשטער עקסיטירטע צושטאנד, און די ענערגיע פון ​​דעם ערשטן עקסייטירטן צושטאנד וועט זיין העכער ווי פון דער ערד מצב; אן אנדער אָרביט איז גערופן די רגע יקסייטאַד שטאַט;

די סיבה וואָס לאַזער קען פּאַסירן איז ווייַל עלעקטראָנס וועט מאַך אין פאַרשידענע אָרבאַץ אין דעם מאָדעל. אויב עלעקטראָנס אַרייַנציען ענערגיע, זיי קענען לויפן פון די ערד שטאַט צו די יקסייטאַד שטאַט; אויב אַן עלעקטראָן קערט זיך צוריק פון די יקסייטאַד שטאַט צו די ערד שטאַט, עס וועט באַפרייַען ענערגיע, וואָס איז אָפט באפרייט אין די פאָרעם פון אַ לאַזער.

טעארעטישע באזע 2: איינשטיין'ס סטימולירטע ראדיאציע טעאריע

אין 1917, איינשטיין פארגעלייגט די טעאָריע פון ​​סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע, וואָס איז די טעאָרעטיש יקער פֿאַר לייזערז און לאַזער פּראָדוקציע: די אַבזאָרפּשאַן אָדער ימישאַן פון מאַטעריע איז יסענשאַלי דער רעזולטאַט פון די ינטעראַקשאַן צווישן די ראַדיאַציע פעלד און די פּאַרטיקאַלז וואָס מאַכן די מאַטעריע און זייַן האַרץ. עסאַנס איז די יבערגאַנג פון פּאַרטיקאַלז צווישן פאַרשידענע ענערגיע לעוועלס. עס זענען דריי פאַרשידענע פּראַסעסאַז אין די ינטעראַקשאַן צווישן ליכט און ענין: ספּאַנטייניאַס ימישאַן, סטימיאַלייטאַד ימישאַן און סטימיאַלייטאַד אַבזאָרפּשאַן. פֿאַר אַ סיסטעם וואָס כּולל אַ גרויס נומער פון פּאַרטיקאַלז, די דרייַ פּראַסעסאַז שטענדיק קאָויגזיסטירן און זענען ענג שייַכות.

ספּאַנטייניאַס ימישאַן:

ווי געוויזן אין די פיגור: אַן עלעקטראָן אויף די הויך-ענערגיע מדרגה E2 ספּאַנטייניאַסלי יבערגאַנג צו די נידעריק-ענערגיע מדרגה E1 און עמיץ אַ פאָטאָן מיט אַן ענערגיע פון ​​hv, און hv=E2-E1; דעם ספּאַנטייניאַס און ניט-פֿאַרבונדענע יבערגאַנג פּראָצעס איז גערופן ספּאַנטייניאַס יבערגאַנג, און די ליכט כוואליעס ימיטיד דורך ספּאַנטייניאַס טראַנזישאַנז זענען גערופן ספּאַנטייניאַס ראַדיאַציע.

די קעראַקטעריסטיקס פון ספּאַנטייניאַס ימישאַן: יעדער פאָטאָן איז פרייַ, מיט פאַרשידענע אינסטרוקציעס און פייזאַז, און די פּאַסירונג צייט איז אויך טראַפ. עס געהערט צו ינקאָוכיראַנט און כאַאָטיש ליכט, וואָס איז נישט די ליכט פארלאנגט דורך די לאַזער. דעריבער, די לאַזער דור פּראָצעס דאַרף צו רעדוצירן דעם טיפּ פון בלאָנדזשען ליכט. דאָס איז אויך איינער פון די סיבות וואָס די ווייוולענגט פון פאַרשידן לייזערז האט בלאָנדזשען ליכט. אויב קאַנטראָולד געזונט, די פּראָפּאָרציע פון ​​ספּאַנטייניאַס ימישאַן אין די לאַזער קענען זיין איגנאָרירט. די פּיורער די לאַזער, אַזאַ ווי 1060 נם, עס איז אַלע 1060 נם, דעם טיפּ פון לאַזער האט אַ לעפיערעך סטאַביל אַבזאָרפּשאַן קורס און מאַכט.

סטימיאַלייטאַד אַבזאָרפּשאַן:

עלעקטראָן ביי נידעריק ענערגיע לעוועלס (נידעריק אָרביטאַלז), נאָך אַבזאָרפּשאַן פון פאָטאָנס, יבערגאַנג צו העכער ענערגיע לעוועלס (הויך אָרביטאַלז), און דעם פּראָצעס איז גערופן סטימיאַלייטאַד אַבזאָרפּשאַן. סטימיאַלייטאַד אַבזאָרפּשאַן איז קריטיש און איינער פון די שליסל פּאַמפּינג פּראַסעסאַז. דער פּאָמפּע מקור פון די לאַזער גיט פאָטאָן ענערגיע צו פאַרשאַפן פּאַרטיקאַלז אין די געווינס מיטל צו יבערגאַנג און וואַרטן פֿאַר סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע אין העכער ענערגיע לעוועלס, ימיטינג די לאַזער.

סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע:

ווען די ליכט פון פונדרויסנדיק ענערגיע (הוו=E2-E1), דער עלעקטראָן אויף די הויך ענערגיע מדרגה איז יקסייטאַד דורך די פונדרויסנדיק פאָטאָן און שפּרינגען צו די נידעריק ענערגיע מדרגה (די הויך אָרביט לויפט צו די נידעריק אָרביט). אין דער זעלביקער צייט, עס גיט אַ פאָטאָן וואָס איז פּונקט די זעלבע ווי די פונדרויסנדיק פאָטאָן. דער פּראָצעס טוט נישט אַרייַנציען די אָריגינעל יקסייטיישאַן ליכט, אַזוי עס וועט זיין צוויי יידעניקאַל פאָוטאַנז, וואָס קענען זיין פארשטאנען ווי די עלעקטראָן ספּיץ אויס די פריער אַבזאָרבד פאָטאָן.

נאָך די טעאָריע איז קלאָר, עס איז זייער פּשוט צו בויען אַ לאַזער, ווי געוויזן אין די אויבן פיגור: אונטער נאָרמאַל טנאָים פון מאַטעריאַל פעסטקייַט, די וואַסט מערהייַט פון עלעקטראָנס זענען אין די ערד שטאַט, עלעקטראָנס אין די ערד שטאַט, און לאַזער דעפּענדס אויף סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע. דעריבער, די סטרוקטור פון די לאַזער איז צו לאָזן סטימיאַלייטאַד אַבזאָרפּשאַן צו פאַלן ערשטער, ברענגען עלעקטראָנס צו די הויך ענערגיע מדרגה, און דערנאָך צושטעלן אַן עקסייטיישאַן צו פאַרשאַפן אַ גרויס נומער פון הויך ענערגיע מדרגה עלעקטראָנס צו אַנדערגאָו סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע, ריליסינג פאָטאָנס, פֿון דעם, לאַזער קענען זיין דזשענערייטאַד. ווייַטער, מיר וועלן פאָרשטעלן די לאַזער סטרוקטור.

לייזער סטרוקטור:

גלייַכן די לאַזער סטרוקטור מיט די לאַזער דור טנאָים דערמאנט פריער איינער דורך איינער:

צושטאַנד פון פּאַסירונג און קאָראַספּאַנדינג סטרוקטור:

1. עס איז אַ געווינס מיטל וואָס גיט אַמפּלאַפאַקיישאַן ווירקונג ווי די לאַזער ארבעטן מיטל, און זייַן אַקטיווייטיד פּאַרטיקאַלז האָבן אַן ענערגיע מדרגה סטרוקטור פּאַסיק פֿאַר דזשענערייטינג סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע (דער הויפּט קענען צו פּאָמפּע עלעקטראָנס צו הויך-ענערגיע אָרביטאַלז און עקסיסטירן פֿאַר אַ זיכער צייט , און דאַן מעלדונג פאָוטאַנז אין איין אָטעם דורך סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע);

2. עס איז אַ פונדרויסנדיק עקסייטיישאַן מקור (פּאָמפּע מקור) וואָס קענען פּאָמפּע עלעקטראָנס פון די נידעריקער מדרגה צו דער אויבערשטער מדרגה, וואָס פאַרשאַפן פּאַרטאַקאַל נומער ינווערזשאַן צווישן די אויבערשטער און נידעריקער לעוועלס פון די לאַזער (ד"ה, ווען עס זענען מער הויך-ענערגיע פּאַרטיקאַלז ווי נידעריק-ענערגיע פּאַרטיקאַלז), אַזאַ ווי די קסענאָן לאָמפּ אין יאַג לייזערז;

3. עס איז אַ רעזאַנאַנט קאַוואַטי וואָס קענען דערגרייכן לאַזער אַסאַליישאַן, פאַרגרעסערן די אַרבעט לענג פון די לאַזער ארבעטן מאַטעריאַל, פאַרשטעלן די ליכט כוואַליע מאָדע, קאָנטראָלירן די פּראַפּאַגיישאַן ריכטונג פון די שטראַל, סאַלעקטיוולי אַמפּלאַפיי די סטימיאַלייטאַד ראַדיאַציע אָפטקייַט צו פֿאַרבעסערן מאַנאַקראָומאַטיקס (ינשורינג אַז לאַזער איז רעזולטאַט מיט אַ זיכער ענערגיע).

די קאָראַספּאַנדינג סטרוקטור איז געוויזן אין די אויבן פיגור, וואָס איז אַ פּשוט סטרוקטור פון אַ יאַג לאַזער. אנדערע סטראַקטשערז קען זיין מער קאָמפּליצירט, אָבער די האַרץ איז דאָס. די לאַזער דור פּראָצעס איז געוויזן אין די פיגור:

לאַזער קלאַסאַפאַקיישאַן: בכלל קלאַסאַפייד דורך געווינען מיטל אָדער דורך לאַזער ענערגיע פאָרעם

באַקומען מיטל קלאַסאַפאַקיישאַן:

קאַרבאָן דייאַקסייד לאַזער: דער געווינס מיטל פון טשאַד דייאַקסייד לאַזער איז העליום אוןCO2 לאַזער,מיט אַ לאַזער ווייוולענגט פון 10.6ום, וואָס איז איינער פון די ערליאַסט לאַזער פּראָדוקטן צו זיין לאָנטשט. די פרי לאַזער וועלדינג איז געווען דער הויפּט באזירט אויף טשאַד דייאַקסייד לאַזער, וואָס איז איצט דער הויפּט געניצט פֿאַר וועלדינג און קאַטינג ניט-מעטאַלליק מאַטעריאַלס (שטוב, פּלאַסטיקס, האָלץ, אאז"ו ו). אין דערצו, עס איז אויך געניצט אויף ליטהאָגראַפי מאשינען. קאַרבאָן דייאַקסייד לאַזער קענען ניט זיין טראַנסמיטטעד דורך אָפּטיש פייבערז און טראַוואַלז דורך ספּיישאַל אָפּטיש פּאַטס, די ערליאַסט טאָנגקואַי איז געווען לעפיערעך גוט, און אַ פּלאַץ פון קאַטינג ויסריכט איז געניצט;

יאַג (יטטריום אַלומינום גאַרנעט) לאַזער: יאַג קריסטאַלז דאָפּט מיט נעאָדימיום (נד) אָדער יטריום (יב) מעטאַל ייאַנז זענען געניצט ווי די לאַזער געווינען מיטל, מיט אַ ימישאַן ווייוולענגט פון 1.06ום. די YAG לאַזער קענען רעזולטאַט העכער פּאַלסיז, אָבער די דורכשניטלעך מאַכט איז נידעריק, און די שפּיץ מאַכט קענען דערגרייכן 15 מאל די דורכשניטלעך מאַכט. אויב עס איז דער הויפּט אַ דויפעק לאַזער, קעסיידערדיק רעזולטאַט קענען ניט זיין אַטשיווד; אָבער עס קענען זיין טראַנסמיטטעד דורך אָפּטיש פייבערז, און אין דער זעלביקער צייט, די אַבזאָרפּשאַן קורס פון מעטאַל מאַטעריאַלס ינקריסיז, און עס איז אָנהייב צו זיין געווענדט אין הויך רעפלעקטיוויטי מאַטעריאַלס, ערשטער געווענדט אין די 3C פעלד;

פיברע לאַזער: די קראַנט מיינסטרים אין די מאַרק ניצט יטטערביום דאָפּט פיברע ווי די געווינס מיטל, מיט אַ ווייוולענגט פון 1060 נם. עס איז ווייַטער צעטיילט אין פיברע און דיסק לייזערז באזירט אויף די פאָרעם פון די מיטל; פיברע אַפּטיק רעפּראַזענץ IPG, בשעת דיסק רעפּראַזענץ טאָנגקואַי.

סעמיקאַנדאַקטער לאַזער: דער געווינס מיטל איז אַ סעמיקאַנדאַקטער פּן קנופּ, און די ווייוולענגט פון די סעמיקאַנדאַקטער לאַזער איז דער הויפּט ביי 976 נם. דערווייַל, סעמיקאַנדאַקטער נאָענט-ינפרערעד לייזערז זענען דער הויפּט געניצט פֿאַר קלאַדדינג, מיט ליכט ספּאַץ העכער 600ום. לאַסערלינע איז אַ רעפּריזענאַטיוו פאַרנעמונג פון סעמיקאַנדאַקטער לייזערז.

קלאַסאַפייד דורך די פאָרעם פון ענערגיע קאַמף: דויפעק לאַזער (PULSE), קוואַזי קעסיידערדיק לאַזער (QCW), קעסיידערדיק לאַזער (CW)

דויפעק לאַזער: נאַנאָסעקאָנד, פּיקאָסעקאַנד, פעמטאָסעקאָנד, דעם הויך-אָפטקייַט דויפעק לאַזער (נס, דויפעק ברייט) קענען אָפט דערגרייכן הויך שפּיץ ענערגיע, הויך אָפטקייַט (MHZ) פּראַסעסינג, געניצט פֿאַר פּראַסעסינג דין קופּער און אַלומינום פאַרשידענע מאַטעריאַלס, ווי געזונט ווי רייניקונג מערסטנס . דורך ניצן הויך שפּיץ ענערגיע, עס קענען געשווינד צעשמעלצן די באַזע מאַטעריאַל, מיט נידעריק קאַמף צייט און קליין היץ אַפעקטאַד זאָנע. עס האט אַדוואַנטידזשיז אין פּראַסעסינג הינטער-דין מאַטעריאַלס (ונטער 0.5 מם);

קוואַסי קעסיידערדיק לאַזער (QCW): רעכט צו הויך יבערכאַזערונג קורס און נידעריק פליכט ציקל (ונטער 50%), די דויפעק ברייט פוןקקוו לאַזערריטשאַז 50 ו-50 מס, פילונג די ריס צווישן קילאוואט מדרגה קעסיידערדיק פיברע לאַזער און ק-סוויטשט דויפעק לאַזער; די שפּיץ מאַכט פון אַ קוואַזי קעסיידערדיק פיברע לאַזער קענען דערגרייכן 10 מאל די דורכשניטלעך מאַכט אונטער קעסיידערדיק מאָדע אָפּעראַציע. QCW לייזערז האָבן בכלל צוויי מאָדעס, איינער איז קעסיידערדיק וועלדינג מיט נידעריק מאַכט, און די אנדערע איז פּולסעד לאַזער וועלדינג מיט אַ שפּיץ מאַכט פון 10 מאל די דורכשניטלעך מאַכט, וואָס קענען דערגרייכן טיקער מאַטעריאַלס און מער היץ וועלדינג, און אויך קאָנטראָלירן די היץ אין אַ זייער קליין קייט;

קעסיידערדיק לאַזער (CW): דאָס איז די מערסט קאַמאַנלי געניצט, און רובֿ פון די לייזערז געזען אויף די מאַרק זענען CW לייזערז וואָס קאַנטיניואַסלי רעזולטאַט לאַזער פֿאַר וועלדינג פּראַסעסינג. פיברע לייזערז זענען צעטיילט אין איין-מאָדע און מאַלטי-מאָדע לייזערז לויט פאַרשידענע האַרץ דיאַמעטערס און שטראַל קוואַלאַטיז, און קענען זיין צוגעפאסט צו פאַרשידענע אַפּלאַקיישאַן סינעריאָוז.