اصل لیزر
(1) مبانی اتمی.
فقط حدود 100 اتم مختلف در جهان وجود دارد. همه چیزهایی که می بینیم ترکیبی از این 100 اتم یا تقریباً اتمی است. ترتیب این اتم ها ترکیب یک لیوان آب ، یک فلز یا یک حباب در یک بطری نوشابه! اتم حرکتی دائمی است. آنها لرزش ، حرکت و چرخش دارند و حتی اتمهایی که صندلی های ما را تشکیل می دهند دائما در حال حرکت هستند. جامد در واقع در حال حرکت است! اتم ها چندین حالت تحریک مختلف دارند ، به عبارت دیگر ، آنها انرژی های مختلفی دارند اگر اتم انرژی کافی داشته باشد ، می تواند از سطح انرژی حالت زمین به سطح انرژی حالت برانگیخته صعود کند. سطح انرژی حالت های برانگیخته بستگی به مقدار انرژی داده شده به اتم ها از طریق انرژی گرمایی ، انرژی نور و برق
(2) اصل اصلی تشکیل اتمها توسط لیزر.
در مورد ساختار اتم فکر کنید. حتی با استفاده از تکنولوژی مدرن ، ما نمی توانیم&# 39 را ببینیم ، مدارهای گسسته الکترون را می بینیم ، اما فکر کردن در مورد این مدارها به عنوان اتم در سطح انرژی مختلف ،&# 39 است. به عبارت دیگر اگر اتم ها را گرم کنیم ، برخی از الکترون های موجود در اوربیتال های کم انرژی می توانند هیجان زده شده و به مدار بالاتر از هسته دور شوند. اگرچه این توصیف ساده است ، اما اصل اصلی تشکیل اتمهای لیزر را نشان می دهد. الکترون به مدار انرژی بالاتر می پرد ، اما هنوز هم باید به حالت زمین برگردد. در این فرآیند ، الکترون ها انرژی را به صورت فوتون (یک ذره نور) آزاد می کنند. شما خواهید دید که اتم ها به طور مداوم انرژی را به شکل فوتون ها. به عنوان مثال ، عنصر گرمایشی در اجاق قرمز روشن می شود و یکی قرمز فوتون قرمز است که توسط گرمای اتم ها ساطع می شود. وقتی به تصاویر روی صفحه تلویزیون نگاه می کنید ، می بینید که اتم های فسفر در معرض قرار گرفته اند. به رنگهای مختلف نوری که با سرعت بالا منتشر می شود لکترون ها. هر جسم ساطع کننده نور ، از جمله چراغ های فلورسنت ، لامپ های گازی و لامپ های رشته ای ، با تغییر مدارهای الکترونی و آزاد شدن فوتون ها ساطع می شود.
(3) رابطه بین لیزر و اتم.
لیزر وسیله ای است که آزادسازی فوتونهای منتشر شده توسط اتمهای برانگیخته را کنترل می کند."؛ لیزر"؛ برای تقویت نور توسط تابش تحریک شده تابش کوتاه است (تقویت نور تابش تحریک شده). این نام به طور خلاصه نحوه کار لیزر را توصیف می کند. اگرچه لیزرها انواع مختلفی دارند ، اما برخی از ویژگی های اساسی آنها در لیزر وجود دارد ، برای برانگیختن اتم ها. به طور کلی ، گرگرفتگی یا تخلیه شدید می تواند محیط تحریک شده را پمپ کند ، که می تواند تعداد زیادی حالت هیجان زده (از جمله اتم های الکترون با انرژی بالا) را تولید کند. لیزر برای کارکرد موثر باید تعداد زیادی اتم هیجان زده داشته باشد به طور کلی ، اتم ها باید تحریک شوند تا به دو یا سه سطح انرژی بالاتر از سطح زمین برسند. این درجه وارونگی تعداد ذرات را افزایش می دهد. وارونگی تعداد یک ذره تعداد اتم ها در یک حالت برانگیخته است و تعداد اتمها در حالت پایه. هنگامی که محیط لیزر پمپ می شود ، شامل تعدادی اتم با الکترونهای برانگیخته می شود. الکترونهای برانگیخته انرژی بالاتری نسبت به الکترونهای درجه پایین دارند. درست مثل el الکترون ها می توانند مقدار مشخصی از انرژی را به حالت برانگیخته جذب کنند ، الکترون ها می توانند این انرژی را آزاد کنند. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است ، الکترون ها می توانند مقداری از انرژی خود را آزاد کنند تا زمانی که به یک سطح پایین تر منتقل شوند. انرژی آزاد شده به یک تبدیل می شود شکل فوتون (انرژی نور). فوتون ساطع شده دارای یک طول موج خاص (رنگ) است ، که به حالت انرژی الکترون هنگام آزاد شدن فوتون بستگی دارد. دو اتم با همان الکترون ، فوتونهایی با طول موج یکسان را آزاد می کنند.
(4) لیزر لیزر بسیار متفاوت از نور معمولی است.
این ویژگی دارای ویژگی های زیر است: انتشار لیزر تک رنگ است. لیزر حاوی نوری است که دارای طول موج خاصی است (یعنی یک رنگ خاص). طول موج نور توسط انرژی آزاد شده توسط الکترون به انرژی کم تعیین می شود مدار. لیزر ساطع شده از انسجام خوبی برخوردار است. لیزر ساختار بهتری دارد و هر فوتون سایر حرکات فوتون را دنبال می کند. به عبارت دیگر ، امواج تمام فوتون ها دقیقاً یکسان هستند. لیزر هدایت پذیری خوبی دارد. پرتوی لیزر فشرده ، متمرکز است و بسیار پرانرژی. در عوض ، نور از چراغ قوه در جهات مختلف ، با انرژی ضعیف و غلظت کم پراکنده می شود. برای دستیابی به این سه ویژگی ، شما باید فرایندی به نام انتشار تحریک شده را طی کنید. این پدیده بعید است در یک چراغ قوه طبیعی رخ دهد زیرا اتمهای آن به طور تصادفی فوتون ساطع می شوند. هنگام شلیک ، اتم یک انتشار سازمان یافته فوتون است. فوتونی که توسط یک اتم منتشر می شود دارای یک طول موج خاص است ، که به تفاوت بستگی دارد در انرژی بین حالت برانگیخته و حالت زمینی. اگر فوتون (با انرژی و فاز مشخص) با اتم دیگری روبرو شود و اتم دارای یک الکترون در همان حالت تحریک شده باشد ، می تواند تحریک را تحریک کند. فوتون اول می تواند تحریک کند یا اتم را به سمت انتشار فوتون سوق دهید و سپس فوتون هایی را منتشر کنید (فوتون های منتشر شده توسط اتم دوم) که در همان فرکانس و جهت ورودی فوتون به فوتون ارتعاش می کنند. یکی دیگر از اجزای اصلی لیزر یک جفت آینه است که در انتهای مخالف محیط لیزر. فوتون یک طول موج و فاز خاص بین محیط لیزر از طریق بازتاب آینه در هر دو انتها به عقب و جلو منعکس می شود. در این روند ، آنها الکترونهای بیشتری را توسط مدار پرانرژی به پایین تحریک می کنند پرش از مسیر انرژی ، که بیشتر از همان طول موج و فاز فوتون ها را ساطع می کند ، سپس یک&"آبشار"&"؛ اثر ، و سپس به سرعت تعداد زیادی از همان طول موج لیزر و فاز فوتون ها را جمع کرد. یک آینه در یک طرف لیزر از&استفاده می کند ؛&نیمه بازتابنده پوشش ، به این معنی که فقط بخشی از نور را منعکس می کند ، در حالی که نور دیگر می تواند نفوذ کند. نور نافذ لیزر است.