Ny laser dia manondro ny dingana sy ny fitaovana famokarana taratra hazavana mifampitohy, tokana loko, ary mirindra amin'ny alàlan'ny fanamafisana ny taratra voatsindry sy ny valin-kafatra ilaina. Amin'ny ankapobeny, ny famokarana laser dia mitaky singa telo: "resonatera", "medium gain", ary "source pumping".
A. Fitsipika
Azo zaraina ho ambaratonga angovo samihafa ny toetran'ny fihetsehan'ny atôma iray, ary rehefa mifindra avy amin'ny ambaratonga angovo avo mankany amin'ny ambaratonga angovo ambany ny atôma, dia mamoaka fotona manana angovo mifanaraka amin'izany (antsoina hoe taratra tampoka). Toy izany koa, rehefa miditra amin'ny rafitra ambaratonga angovo ny fotona ary raisin'izany, dia hahatonga ny atôma hifindra avy amin'ny ambaratonga angovo ambany mankany amin'ny ambaratonga angovo avo (antsoina hoe absorption excited); Avy eo, ny sasany amin'ireo atôma izay mifindra mankany amin'ny ambaratonga angovo ambony kokoa dia mifindra mankany amin'ny ambaratonga angovo ambany kokoa ary mamoaka fotona (antsoina hoe taratra voatsindry). Ireo fihetsehana ireo dia tsy mitranga mitokana, fa matetika miaraka. Rehefa mamorona fepetra isika, toy ny fampiasana ny fitaovana mety, resonator, saha elektrika ivelany ampy, dia mihamafy ny taratra voatsindry ka mihoatra noho ny absorption voatsindry, amin'ny ankapobeny, dia hisy fotona avoaka, ka miteraka hazavana laser.
B. Fanasokajiana
Araka ny fitaovana mamokatra ny laser, ny laser dia azo zaraina ho laser ranoka, laser entona ary laser mivaingana. Ankehitriny, ny laser semiconductor mahazatra indrindra dia karazana laser mivaingana.
C. Firafitra
Ny ankamaroan'ny laser dia misy fizarana telo: rafitra fanentanana, fitaovana laser ary resonator optika. Ny rafitra fanentanana dia fitaovana mamokatra hazavana, herinaratra na angovo simika. Amin'izao fotoana izao, ny fitaovana famporisihana lehibe ampiasaina dia hazavana, herinaratra na fihetsika simika. Ny akora laser dia akora afaka mamokatra hazavana laser, toy ny robina, fitaratra beryllium, entona neon, semiconductors, loko organika, sns. Ny anjara asan'ny fanaraha-maso ny resonance optika dia ny fanamafisana ny famirapiratan'ny laser mivoaka, ny fanitsiana ary ny fisafidianana ny halavan'ny onjam-peo sy ny lalana alehan'ny laser.
D. Fampiharana
Ampiasaina betsaka ny laser, indrindra amin'ny fifandraisana amin'ny alalan'ny fibre, ny laser ranging, ny fanapahana amin'ny laser, ny fitaovam-piadiana amin'ny laser, ny kapila laser sy ny sisa.
E. Tantara
Tamin'ny 1958, nahita trangan-javatra mahagaga ireo mpahay siansa amerikana Xiaoluo sy Townes: rehefa mametraka ny hazavana avoakan'ny takamoa anatiny amin'ny kristaly tany tsy fahita firy izy ireo, dia hamoaka hazavana mamiratra sy matanjaka miaraka foana ireo molekiola ao amin'ny kristaly. Araka io trangan-javatra io, dia nanolotra ny "fitsipiky ny laser" izy ireo, izany hoe, rehefa mientanentana amin'ny angovo mitovy amin'ny matetika fihovitrovitra voajanahary an'ny molekiolany ilay akora, dia hamokatra hazavana matanjaka izay tsy miparitaka - laser. Nahita lahatsoratra manan-danja ho an'izany izy ireo.
Taorian'ny namoahana ny valin'ny fikarohan'i Sciolo sy Townes, dia nanolotra tetika fanandramana isan-karazany ireo mpahay siansa avy amin'ny firenena samihafa, saingy tsy nahomby izany. Tamin'ny 15 Mey 1960, i Mayman, mpahay siansa ao amin'ny Laboratoara Hughes any Kalifornia, dia nanambara fa nahazo laser manana halavan'ny onjam-peo 0.6943 microns izy, izay laser voalohany azon'ny olombelona, ary noho izany dia lasa mpahay siansa voalohany eran-tany i Mayman nampiditra laser teo amin'ny sehatra azo ampiharina.
Tamin'ny 7 Jolay 1960, nanambara ny nahaterahan'ny laser voalohany eran-tany i Mayman, ny tetik'i Mayman dia ny fampiasana fantsona tselatra mahery vaika mba handrisihana ny atôma chromium ao anaty kristaly robina, ka hamokatra tsanganana hazavana mena manify be dia be, rehefa atsipy amin'ny toerana iray izy io, dia mety hahatratra ny mari-pana ambony kokoa noho ny velaran'ny masoandro.
Namorona ny laser semiconductor tamin'ny taona 1960 ny mpahay siansa sovietika H.Γ Basov. Ny firafitry ny laser semiconductor dia mazàna ahitana sosona P, sosona N ary sosona mavitrika izay mamorona heterojunction roa sosona. Ireto ny toetra mampiavaka azy: habe kely, fahombiazana avo lenta amin'ny fampifandraisana, hafainganam-pandeha haingana, halavan'ny onjam-peo sy habe mifanaraka amin'ny haben'ny fibre optika, azo ovaina mivantana, ary coherence tsara.
Enina, ny sasany amin'ireo torolàlana fampiharana lehibe amin'ny laser
F. Fifandraisana amin'ny laser
Fahita matetika ankehitriny ny fampiasana hazavana hampitana vaovao. Ohatra, ny sambo dia mampiasa jiro hifandraisana, ary ny jiro fifamoivoizana kosa mampiasa mena, mavo ary maitso. Saingy ireo fomba rehetra hampitana vaovao amin'ny alalan'ny hazavana tsotra ireo dia voafetra amin'ny halavirana fohy ihany. Raha te hampita vaovao mivantana any amin'ny toerana lavitra amin'ny alalan'ny hazavana ianao dia tsy afaka mampiasa hazavana tsotra fa mampiasa laser fotsiny.
Koa ahoana no fomba fandefasana ny laser? Fantatsika fa azo entina amin'ny tariby varahina ny herinaratra, fa ny hazavana kosa tsy azo entina amin'ny tariby metaly tsotra. Noho izany, ireo mpahay siansa dia namorona kofehy afaka mampita hazavana, antsoina hoe fibre optika, izay antsoina hoe fibre. Ny fibre optika dia vita amin'ny fitaovana fitaratra manokana, ny savaivony dia manify kokoa noho ny volon'olombelona, matetika 50 ka hatramin'ny 150 microns, ary tena malefaka.
Raha ny marina, ny fotony anatiny amin'ny fibre dia fitaratra optika mangarahara manana refraction index avo lenta, ary ny sosona ivelany dia vita amin'ny fitaratra na plastika misy refraction index ambany. Ny rafitra toy izany, etsy ankilany, dia afaka mahatonga ny hazavana hivadika manaraka ny fotony anatiny, toy ny rano mikoriana mandroso ao amin'ny fantsona rano, herinaratra alefa mandroso ao amin'ny tariby, na dia tsy misy fiantraikany amin'ny fihodinana sy fihodinana an'arivony aza. Etsy ankilany, ny sosona misy refraction index ambany dia afaka misoroka ny hazavana tsy hivoaka, toy ny tsy fidiran'ny fantsona rano sy ny tsy fitarihan'ny sosona insulation amin'ny tariby.
Ny fisian'ny fibre optika dia mamaha ny fomba fandefasana hazavana, saingy tsy midika izany fa afaka alefa any amin'ny toerana lavitra be ny hazavana rehetra amin'ny alalan'izany. Ny famirapiratana avo lenta, ny loko madio, ny laser tsara tari-dalana ihany no loharanon-jiro tsara indrindra hampitana fampahalalana, ampidirina avy amin'ny tendrony iray amin'ny fibre, saika tsy misy fatiantoka ary mivoaka avy amin'ny tendrony iray hafa. Noho izany, ny fifandraisana optika dia fifandraisana laser, izay manana tombony amin'ny fahafaha-mamokatra lehibe, kalitao avo lenta, loharanon-karena betsaka, tsiambaratelo matanjaka, faharetana, sns., ary ankasitrahan'ny mpahay siansa ho revolisiona eo amin'ny sehatry ny fifandraisana, ary iray amin'ireo zava-bita mamirapiratra indrindra amin'ny revolisiona ara-teknolojia.
Fotoana fandefasana: 29 Jona 2023