Laser mengacu pada proses dan instrumen menghasilkan balok cahaya yang terkolimasi, monokromatik, dan koheren melalui amplifikasi radiasi yang distimulasi dan umpan balik yang diperlukan. Pada dasarnya, generasi laser membutuhkan tiga elemen: "resonator," "medium gain," dan "sumber pemompaan."
A. Prinsip
Keadaan gerak atom dapat dibagi menjadi tingkat energi yang berbeda, dan ketika transisi atom dari tingkat energi tinggi ke tingkat energi yang rendah, ia melepaskan foton energi yang sesuai (yang disebut radiasi spontan). Demikian pula, ketika foton adalah insiden pada sistem tingkat energi dan diserap olehnya, itu akan menyebabkan atom beralih dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang tinggi (disebut penyerapan tereksitasi); Kemudian, beberapa atom yang beralih ke tingkat energi yang lebih tinggi akan bertransisi ke tingkat energi yang lebih rendah dan memancarkan foton (yang disebut radiasi terstimulasi). Gerakan -gerakan ini tidak terjadi secara terpisah, tetapi seringkali secara paralel. Ketika kami membuat suatu kondisi, seperti menggunakan media yang sesuai, resonator, medan listrik eksternal yang cukup, radiasi yang distimulasi diamplifikasi sehingga lebih dari penyerapan yang distimulasi, maka secara umum, akan ada foton yang dipancarkan, menghasilkan cahaya laser.
B. Klasifikasi
Menurut media yang menghasilkan laser, laser dapat dibagi menjadi laser cair, laser gas dan laser padat. Sekarang laser semikonduktor yang paling umum adalah sejenis laser solid-state.
C. Komposisi
Sebagian besar laser terdiri dari tiga bagian: sistem eksitasi, bahan laser dan resonator optik. Sistem eksitasi adalah perangkat yang menghasilkan energi ringan, listrik atau kimia. Saat ini, cara insentif utama yang digunakan adalah reaksi ringan, listrik atau kimia. Zat laser adalah zat yang dapat menghasilkan cahaya laser, seperti rubi, kaca berilium, gas neon, semikonduktor, pewarna organik, dll. Peran kontrol resonansi optik adalah untuk meningkatkan kecerahan laser output, menyesuaikan dan memilih panjang gelombang dan arah laser.
D. Aplikasi
Laser banyak digunakan, terutama komunikasi serat, laser, pemotongan laser, senjata laser, cakram laser dan sebagainya.
E. Sejarah
Pada tahun 1958, para ilmuwan Amerika Xiaoluo dan Townes menemukan fenomena magis: ketika mereka meletakkan cahaya yang dipancarkan oleh bola lampu internal pada kristal tanah jarang, molekul -molekul kristal akan memancarkan cahaya yang cerah, selalu bersama -sama dengan cahaya yang kuat. Menurut fenomena ini, mereka mengusulkan "prinsip laser", yaitu, ketika zat tersebut bersemangat dengan energi yang sama dengan frekuensi osilasi alami molekulnya, ia akan menghasilkan cahaya kuat yang tidak berbeda - laser. Mereka menemukan makalah penting untuk ini.
Setelah publikasi hasil penelitian Sciolo dan Townes, para ilmuwan dari berbagai negara mengusulkan berbagai skema eksperimental, tetapi mereka tidak berhasil. Pada 15 Mei 1960, Mayman, seorang ilmuwan di Hughes Laboratory di California, mengumumkan bahwa ia telah memperoleh laser dengan panjang gelombang 0,6943 mikron, yang merupakan laser pertama yang diperoleh manusia, dan dengan demikian Mayman menjadi ilmuwan pertama di dunia yang memperkenalkan laser ke dalam bidang praktis.
Pada 7 Juli 1960, Mayman mengumumkan kelahiran laser pertama di dunia, skema Mayman adalah menggunakan tabung flash intensitas tinggi untuk merangsang atom kromium dalam kristal ruby, sehingga menghasilkan kolom cahaya merah tipis yang sangat terkonsentrasi, ketika dipecat pada titik tertentu, ia dapat mencapai suhu lebih tinggi dari permukaan matahari.
Ilmuwan Soviet H.γ Basov menemukan laser semikonduktor pada tahun 1960. Struktur laser semikonduktor biasanya terdiri dari lapisan P, lapisan N dan lapisan aktif yang membentuk heterojungsi ganda. Karakteristiknya adalah: ukuran kecil, efisiensi kopling tinggi, kecepatan respons cepat, panjang gelombang dan ukuran sesuai dengan ukuran serat optik, dapat dimodulasi secara langsung, koherensi yang baik.
Enam, beberapa arah aplikasi utama laser
F. Komunikasi Laser
Menggunakan cahaya untuk mengirimkan informasi sangat umum saat ini. Misalnya, kapal menggunakan lampu untuk berkomunikasi, dan lampu lalu lintas menggunakan merah, kuning, dan hijau. Tetapi semua cara mengirimkan informasi menggunakan cahaya biasa hanya dapat dibatasi pada jarak pendek. Jika Anda ingin mengirimkan informasi langsung ke tempat -tempat yang jauh melalui cahaya, Anda tidak dapat menggunakan cahaya biasa, tetapi hanya menggunakan laser.
Jadi bagaimana Anda mengirimkan laser? Kita tahu bahwa listrik dapat dibawa di sepanjang kabel tembaga, tetapi cahaya tidak dapat dibawa di sepanjang kabel logam biasa. Untuk tujuan ini, para ilmuwan telah mengembangkan filamen yang dapat mengirimkan cahaya, yang disebut serat optik, disebut sebagai serat. Serat optik terbuat dari bahan kaca khusus, diameternya lebih tipis dari rambut manusia, biasanya 50 hingga 150 mikron, dan sangat lembut.
Faktanya, inti bagian dalam serat adalah indeks bias tinggi kaca optik transparan, dan lapisan luar terbuat dari kaca indeks bias rendah atau plastik. Struktur seperti itu, di satu sisi, dapat membuat cahaya dibiaskan di sepanjang inti bagian dalam, seperti air yang mengalir ke depan dalam pipa air, listrik yang ditransmisikan ke depan dalam kawat, bahkan jika ribuan tikungan dan belokan tidak berpengaruh. Di sisi lain, lapisan indeks refraktif rendah dapat mencegah cahaya dari bocor, seperti pipa air tidak merembes dan lapisan isolasi kawat tidak menghantarkan listrik.
Penampilan serat optik memecahkan cara mentransmisikan cahaya, tetapi itu tidak berarti bahwa dengan itu, cahaya apa pun dapat ditransmisikan ke sangat jauh. Hanya kecerahan tinggi, warna murni, laser arah yang baik, adalah sumber cahaya paling ideal untuk mengirimkan informasi, itu adalah input dari satu ujung serat, hampir tidak ada kerugian dan output dari ujung lainnya. Oleh karena itu, komunikasi optik pada dasarnya adalah komunikasi laser, yang memiliki keunggulan kapasitas besar, kualitas tinggi, sumber bahan yang luas, kerahasiaan yang kuat, daya tahan, dll., Dan dipuji oleh para ilmuwan sebagai revolusi di bidang komunikasi, dan merupakan salah satu pencapaian paling cemerlang dalam revolusi teknologi.
Waktu posting: Jun-29-2023