Ny Famoronana Laser

Ny Famoronana Laser
Natolotr'i Einstein tamin'ny 1916 ny famokarana laser niaraka tamin'ny teoriany momba ny "famoahana tampoka sy voatosika". Io teoria io no fototra ara-batana amin'ny rafitra laser maoderina. Ny fifandraisana misy eo amin'ny fotona sy ny atôma dia mety hitarika amin'ny dingana tetezamita telo: ny fidiran'ny taratra voatosika, ny famoahana tampoka, ary ny famoahana voatosika. Raha mbola azo atao ny mitazona sy marin-toerana ny famoahana voatosika, dia azo atao ny mahazo laser. Noho izany, tsy maintsy amboarina ny fitaovana manokana - laser. Ny firafitry ny laser dia amin'ny ankapobeny dia misy singa telo lehibe: ny akora miasa, ny fitaovana fanentanana, ary ny resonator optika.

1. Akora miasa

Ny akora ao amin'ny laser izay afaka mamokatra hazavana laser dia antsoina hoe akora miasa. Amin'ny toe-javatra mahazatra, ny fizarana ny laharan'ny atomika ao amin'ny akora amin'ny ambaratonga angovo tsirairay dia fizarana ara-dalàna. Ny isan'ny atôma amin'ny ambaratonga angovo ambany dia lehibe kokoa noho ny amin'ny ambaratonga angovo ambony kokoa. Noho izany, rehefa mandalo ny toetry ny ara-dalàna amin'ny akora mamirapiratra ny hazavana, dia manjaka ny fizotran'ny fidiran'ny hazavana, ary mihena foana ny hazavana. Mba hampatanjaka ny hazavana rehefa avy mandalo ny akora mamirapiratra sy hahazoana ny fanamafisana ny hazavana, dia ilaina ny manao ny famoahana voatsindry ho manjaka. Mba hahatonga ny isan'ny atôma amin'ny ambaratonga angovo ambony ho lehibe kokoa noho ny amin'ny ambaratonga angovo ambany, ity fizarana ity dia mifanohitra amin'ny fizarana ara-dalàna ary antsoina hoe inversion ny isan'ny poti.
2. Fitaovana famporisihana
Ny asan'ny fitaovana fanentanana dia ny mampihetsika ireo atôma amin'ny ambaratonga angovo ambany kokoa ho amin'ny ambaratonga angovo ambony kokoa, ahafahan'ny akora miasa mahatratra ny fiovan'ny isan'ny singa. Ny haavon'ny angovon'ny akora dia ahitana ny toetry ny tany sy ny toetry ny fientanentanana, ary koa ny toetry ny metastable. Ny toetry ny metastable dia tsy dia marin-toerana loatra raha oharina amin'ny toetry ny tany, fa marin-toerana kokoa noho ny toetry ny fientanentanana. Raha lazaina amin'ny fomba hafa, ny atôma dia afaka mijanona amin'ny toetry ny metastable mandritra ny fotoana maharitra kokoa. Ohatra, ny ion chromium (Cr3+) ao amin'ny robina dia manana toetry ny metastable miaraka amin'ny androm-piainana eo amin'ny 10-3 segondra. Rehefa avy fientanentanana ny akora miasa ary mahatratra ny fiovan'ny isan'ny singa, amin'ny voalohany, noho ny lalana samihafa amin'ny fiparitahan'ny photons avoakan'ny taratra tampoka, ny photons taratra notairina dia manana lalana samihafa amin'ny fiparitahana, ary misy fatiantoka maro amin'ny output sy ny absorption; tsy azo vokarina ny output laser marin-toerana. Mba hahafahan'ny taratra notairina mitohy ao amin'ny volume voafetra amin'ny akora miasa, dia ilaina ny resonator optika mba hahatratrarana ny fisafidianana sy ny fanamafisana ny hazavana.
3. Resonatora Optika
Fitaratra fitaratra mifanitsy roa napetraka amin'ny andaniny roa amin'ny akora miasa, mifanitsy amin'ny axe lehibe. Ny tendrony iray dia fitaratra taratra tanteraka (miaraka amin'ny tahan'ny taratra 100%), ary ny tendrony iray kosa dia fitaratra mangarahara ampahany sy taratra ampahany (miaraka amin'ny tahan'ny taratra 90% hatramin'ny 99%).
Ireto avy ny asan'ny resonator: ① mamorona sy mitazona ny fanamafisana optika; ② misafidy ny lalana alehan'ny hazavana mivoaka; ③ misafidy ny halavan'ny onjam-pahazavana mivoaka. Ho an'ny akora miasa manokana, noho ny antony maro samihafa, ny halavan'ny onjam-pahazavana tena izy dia tsy tokana, ary ny sakany dia manana sakany voafaritra. Ny resonator dia afaka mitana anjara toerana amin'ny fisafidianana ny hatetika, ka mahatonga ny monokromatin'ny laser ho tsara kokoa.