Laser baten oinarrizko funtzionamendu-printzipioa (Argiaren Anplifikazioa Erradiazio Emisio Estimulatuaren bidez) argiaren emisio estimulatuaren fenomenoan oinarritzen da. Diseinu eta egitura zehatz batzuen bidez, laserrek koherentzia, monokromatikotasun eta distira handiko habeak sortzen dituzte. Laserrak asko erabiltzen dira teknologia modernoan, besteak beste, komunikazioan, medikuntzan, fabrikazioan, neurketan eta ikerketa zientifikoan. Haien eraginkortasun handiak eta kontrol-ezaugarri zehatzek teknologia askoren osagai nagusi bihurtzen dituzte. Jarraian, laserren funtzionamendu-printzipioen eta laser mota desberdinen mekanismoen azalpen zehatza aurkituko duzu.
1. Emisio estimulatua
Emisio estimulatualaser sorreraren oinarrizko printzipioa da, Einsteinek 1917an proposatu zuena lehen aldiz. Fenomeno honek argiaren eta egoera kitzikatuan dagoen materiaren arteko elkarrekintzaren bidez fotoi koherenteagoak nola sortzen diren deskribatzen du. Emisio estimulatua hobeto ulertzeko, has gaitezen emisio espontaneoarekin:
Berezko igorpenaAtomoetan, molekuletan edo beste partikula mikroskopiko batzuetan, elektroiek kanpoko energia xurgatu dezakete (energia elektrikoa edo optikoa, adibidez) eta energia-maila handiago batera igaro daitezke, egoera kitzikatua bezala ezagutzen dena. Hala ere, egoera kitzikatuan dauden elektroiak ezegonkorrak dira eta, azkenean, energia-maila baxuago batera itzuliko dira, oinarrizko egoera bezala ezagutzen dena, denbora labur baten ondoren. Prozesu honetan, elektroiak fotoi bat askatzen du, eta hori igorpen espontaneoa da. Fotoi horiek ausazkoak dira maiztasunari, faseari eta norabideari dagokionez, eta, beraz, ez dute koherentziarik.
Emisio estimulatuaIgorpen estimulatuaren gakoa da elektroi kitzikatu batek bere trantsizio-energiarekin bat datorren energia duen fotoi bat aurkitzen duenean, fotoiak elektroia oinarrizko egoerara itzultzera bultza dezakeela fotoi berri bat askatzen duen bitartean. Fotoi berria jatorrizkoaren berdina da maiztasunari, faseari eta hedapen-norabideari dagokionez, eta horrek argi koherentea sortzen du. Fenomeno honek fotoien kopurua eta energia nabarmen handitzen ditu eta laserren mekanismo nagusia da.
Emisio Estimulatuaren Atzeraelikadura Positiboaren EfektuaLaserren diseinuan, emisio estimulatuaren prozesua hainbat aldiz errepikatzen da, eta atzeraelikadura positibo efektu honek fotoien kopurua esponentzialki handitu dezake. Barrunbe erresonante baten laguntzaz, fotoien koherentzia mantentzen da, eta argi-izpiaren intentsitatea etengabe handitzen da.
2. Irabazi Ertaina
Theirabazi ertainalaserraren muina den materiala da, fotoien anplifikazioa eta laserraren irteera zehazten duena. Emisio estimulatuaren oinarri fisikoa da, eta bere propietateek laserraren maiztasuna, uhin-luzera eta irteera-potentzia zehazten dituzte. Irabazi-euskarriaren motak eta ezaugarriek zuzenean eragiten diote laserraren aplikazioari eta errendimenduari.
Kitzikapen mekanismoaIrabazi-inguruneko elektroiak energia-maila altuago batera kitzikatu behar dira kanpoko energia-iturri baten bidez. Prozesu hau normalean kanpoko energia-hornikuntza sistemen bidez lortzen da. Kitzikapen-mekanismo ohikoenen artean hauek daude:
Ponpaketa elektrikoa: Korronte elektriko bat aplikatuz irabazi-inguruneko elektroiak kitzikatzea.
Ponpaketa optikoaIngurunea argi-iturri batekin kitzikatzea (flash-lanpara edo beste laser bat, adibidez).
Energia Mailen SistemaIrabazi-inguruneko elektroiak normalean energia-maila espezifikoetan banatzen dira. Ohikoenak hauek dira:bi mailako sistemaketalau mailako sistemakBi mailako sistema sinple batean, elektroiak oinarrizko egoeratik egoera kitzikatura igarotzen dira eta gero oinarrizko egoerara itzultzen dira emisio estimulatuaren bidez. Lau mailako sistema batean, elektroiak trantsizio konplexuagoak jasaten dituzte energia-maila desberdinen artean, eta horrek askotan eraginkortasun handiagoa lortzen du.
Irabazi-euskarri motak:
Gas Irabazi ErtainaAdibidez, helio-neon (He-Ne) laserrak. Gas-irabaziko medioak irteera egonkorra eta uhin-luzera finkoa dutelako dira ezagunak, eta laborategietan argi-iturri estandar gisa asko erabiltzen dira.
Likido-irabazi ertainaAdibidez, koloratzaile laserrak. Koloratzaile molekulek kitzikapen propietate onak dituzte uhin-luzera desberdinetan, eta horrek aproposak bihurtzen ditu sintoniza daitezkeen laserretarako.
Irabazi Solidoa ErtainaAdibidez, Nd (neodimioz dopatutako itrio aluminio granatea) laserrak. Laser hauek oso eraginkorrak eta indartsuak dira, eta oso erabiliak dira industria-ebaketa, soldadura eta aplikazio medikoetan.
Erdieroaleen irabazi-euskarriaAdibidez, galio arseniuro (GaAs) materialak asko erabiltzen dira komunikazio eta optoelektronikako gailuetan, hala nola laser diodoetan.
3. Erresonadorearen barrunbea
Theerresonadore-barrunbealaserrean osagai estrukturala da, feedbacka eta anplifikazioa emateko erabiltzen dena. Bere funtzio nagusia emisio estimulatuaren bidez sortutako fotoien kopurua handitzea da, barrunbearen barruan islatuz eta anplifikatuz, horrela laser irteera sendo eta fokatua sortuz.
Erresonadore-barrunbearen egituraBi ispilu paraleloz osatuta dago normalean. Bata ispilu guztiz islatzailea da,atzeko ispilua, eta bestea ispilu partzialki islatzailea da, izenez ezagutzen denairteerako ispiluaFotoiak barrunbearen barruan atzera eta atzera islatzen dira eta irabazi-ingurunearekin elkarreraginean anplifikatzen dira.
Erresonantzia BaldintzaErresonadore-barrunbearen diseinuak baldintza batzuk bete behar ditu, hala nola, fotoiek barrunbearen barruan uhin geldikorrak eratzea bermatzea. Horretarako, barrunbearen luzera laser uhin-luzeraren multiploa izan behar da. Baldintza hauek betetzen dituzten argi-uhinak bakarrik anplifikatu daitezke eraginkortasunez barrunbearen barruan.
Irteerako izpiaIspilu partzialki islatzaileak anplifikatutako argi-izpiaren zati bat igarotzen uzten du, laserraren irteera-izpia osatuz. Izpi honek norabidetasun, koherentzia eta monokromatikotasun handia du..
Laserren inguruan gehiago jakin nahi baduzu edo interesa baduzu, jar zaitez gurekin harremanetan:
Lumispot
Helbidea: 4. eraikina, 99. zk. Furong 3. errepidea, Xishan barrutia, Wuxi, 214000, Txina
Tel.: + 86-0510 87381808.
Mugikorra: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Webgunea: www.lumispot-tech.com
Argitaratze data: 2024ko irailaren 18a