Nguyên lý của tia laser
(1) cơ bản về nguyên tử.
Chỉ có khoảng 100 nguyên tử khác nhau trong vũ trụ, tất cả những gì chúng ta thấy là sự kết hợp của khoảng 100 nguyên tử này theo một cách rất hữu hạn. chai soda! Một nguyên tử là một chuyển động vĩnh viễn, chúng dao động, chuyển động và quay, và ngay cả các nguyên tử tạo nên chỗ ngồi của chúng ta cũng chuyển động không ngừng. Chất rắn thực sự chuyển động! Nếu nguyên tử được cung cấp đủ năng lượng, nó có thể đi lên từ mức năng lượng ở trạng thái cơ bản lên mức năng lượng ở trạng thái kích thích. Các mức năng lượng của các trạng thái kích thích phụ thuộc vào mức năng lượng được cung cấp cho nguyên tử thông qua nhiệt năng, năng lượng ánh sáng và điện lực.
(2) nguyên tắc cốt lõi của nguyên tử tạo thành laser.
Hãy suy nghĩ về cấu trúc của nguyên tử. Ngay cả với công nghệ hiện đại, chúng ta có thể' không thể nhìn thấy các obitan rời rạc của các electron, nhưng' rất hữu ích khi coi các obitan này là các nguyên tử ở các mức năng lượng khác nhau. , nếu chúng ta đốt nóng các nguyên tử, một số electron trong các obitan năng lượng thấp có thể bị kích thích và nhảy lên quỹ đạo năng lượng cao hơn xa hạt nhân. Mặc dù mô tả này đơn giản nhưng nó tiết lộ nguyên tắc cốt lõi của nguyên tử hình thành laser. electron nhảy lên quỹ đạo có năng lượng cao hơn thì nó vẫn phải quay lại trạng thái cơ bản.Trong quá trình này, electron giải phóng năng lượng dưới dạng photon (một hạt ánh sáng) Bạn sẽ thấy rằng nguyên tử liên tục giải phóng năng lượng dưới dạng Ví dụ, bộ phận đốt nóng trong lò chuyển sang màu đỏ tươi và màu đỏ là photon màu đỏ do nhiệt của các nguyên tử tỏa ra. Khi bạn nhìn vào hình ảnh trên màn hình TV, bạn sẽ thấy các nguyên tử phốt pho lộ ra ngoài. với các màu sắc khác nhau của ánh sáng phát ra bởi tốc độ cao e lectron: Mọi vật thể phát sáng, bao gồm đèn huỳnh quang, đèn khí và bóng đèn sợi đốt, được phát ra bằng cách thay đổi quỹ đạo electron và giải phóng photon.
(3) mối quan hệ giữa laze và nguyên tử.
Laser là một thiết bị điều khiển sự giải phóng các photon do các nguyên tử bị kích thích phát ra." Laser" là viết tắt của cụm từ khuếch đại ánh sáng bằng cách phát ra bức xạ kích thích (khuếch đại ánh sáng bức xạ kích thích). Tên này mô tả ngắn gọn cách thức hoạt động của laser. Mặc dù có nhiều loại laser nhưng chúng có một số đặc điểm cơ bản. Trong laser, môi trường laser phải được bơm Nói chung, các tia chớp hoặc phóng điện cường độ cao có thể bơm môi trường kích thích, có thể tạo ra một số lượng lớn các trạng thái kích thích (bao gồm các nguyên tử electron năng lượng cao). Laze phải có một số lượng lớn các nguyên tử bị kích thích để hoạt động hiệu quả Nói chung, nguyên tử phải được kích thích để tăng lên hai hoặc ba mức năng lượng so với trạng thái cơ bản, điều này làm tăng mức độ nghịch đảo của số lượng hạt. Độ nghịch đảo của hạt là số nguyên tử ở trạng thái kích thích và số lượng nguyên tử ở trạng thái cơ bản. Khi môi trường laze được bơm, nó bao gồm một loạt các nguyên tử có các điện tử bị kích thích. Các điện tử thoát ra có năng lượng cao hơn các điện tử cấp thấp, giống như el Các ectron có thể hấp thụ một lượng năng lượng nhất định để chuyển sang trạng thái kích thích, các electron có thể giải phóng năng lượng này. Như trong hình dưới đây, các electron có thể giải phóng một phần năng lượng của chúng miễn là chúng chuyển sang mức thấp hơn. dạng photon (năng lượng ánh sáng): photon phát ra có bước sóng cụ thể (màu), bước sóng này phụ thuộc vào trạng thái năng lượng của electron khi photon được giải phóng. Hai nguyên tử có cùng trạng thái electron giải phóng ra photon có cùng bước sóng.
(4) laze laze rất khác với ánh sáng thông thường.
Nó có các đặc điểm sau: sự phát ra của laze là đơn sắc, laze chứa ánh sáng có bước sóng xác định (tức là một màu cụ thể) .Bước sóng ánh sáng được xác định bằng năng lượng do êlectron giải phóng trở lại năng lượng thấp. quỹ đạo. laze phát ra có tính liên kết tốt. laze có cấu trúc tốt hơn và mỗi photon tuân theo chuyển động của photon khác, nói cách khác, sóng của tất cả các photon hoàn toàn giống nhau. tia laze có tính định hướng tốt. và có năng lượng cao, thay vào đó, ánh sáng từ đèn pin phân tán theo nhiều hướng, với năng lượng yếu và nồng độ thấp. Để đạt được ba đặc điểm này, bạn cần trải qua một quá trình gọi là phát xạ kích thích. Hiện tượng này khó có thể xảy ra ở đèn pin thông thường. bởi vì các nguyên tử của nó là các photon được phát ra ngẫu nhiên. về năng lượng giữa trạng thái kích thích và trạng thái cơ bản. Nếu photon (có năng lượng và pha nhất định) gặp một nguyên tử khác và nguyên tử có một điện tử ở cùng trạng thái kích thích, nó có thể kích hoạt. hoặc dẫn nguyên tử phát ra photon, rồi phát ra photon (photon do nguyên tử thứ hai phát ra) dao động với cùng tần số và hướng khi photon đi vào photon. Thành phần quan trọng khác của laze là một cặp gương, nằm ở các đầu đối diện của môi trường laser. photon của một bước sóng và pha cụ thể bị phản xạ qua lại giữa môi trường laser thông qua phản xạ của gương ở cả hai đầu. Trong quá trình này, chúng sẽ kích thích nhiều electron hơn theo quỹ đạo năng lượng cao xuống thấp. - bước nhảy theo dõi năng lượng, phát ra nhiều photon có cùng bước sóng và pha, sau đó sẽ có" thác nước" hiệu ứng, và sau đó nhanh chóng tập hợp một số lượng lớn cùng bước sóng trong laser và pha của các photon. Một gương ở một mặt của laser SỬ DỤNG" bán phản xạ" lớp phủ, có nghĩa là nó chỉ phản xạ một phần ánh sáng, trong khi ánh sáng khác có thể xuyên qua. Ánh sáng xuyên qua là tia laser.