Gaismas pastiprināšana ar stimulētu starojuma emisiju jeb īsumā lāzers ir ierīce, kas rada un pastiprina noteiktas frekvences elektromagnētisko starojumu, izmantojot stimulētās emisijas procesu. Lāzerā visiem gaismas stariem ir vienāds viļņa garums un tie ir koherenti; tie var ceļot lielus attālumus, neizkliedējoties.
Lai saprastu, kā darbojas lāzeri, mums ir jāsaprot, kā atoms izdala gaismu. Atoms ir mazākā daļiņa pasaulē, un tajā ir elektroni. Ievadot atomā papildu fotonu, elektroni ir spiesti pāriet uz augstāku enerģijas līmeni, un tagad atoms ir ierosinātā stāvoklī. Tomēr ierosinātais atoms ir nestabils un elektroni vienmēr cenšas atgriezties savā pamatstāvoklī, tādējādi atbrīvojot sākotnēji iegūto lieko enerģiju kā gaismas starojuma fotonu. Šo procesu sauc par spontānu emisiju, kā parādīts attēlā zemāk. 1.
Lāzeram ir kamera, kurā tiek ierosināti vides atomi, nogādājot to elektronus augstākās orbītās ar augstākiem enerģijas stāvokļiem. Kad viens no šiem elektroniem lec zemākā enerģijas stāvoklī, tas izdala savu papildu enerģiju kā fotons ar noteiktu frekvenci. Ievadot sistēmā vairāk fotonu, fotoni galu galā saskarsies ar citu atomu ar ierosinātu elektronu, kas stimulēs šo elektronu atgriezties sākotnējā stāvoklī, izstarot divus vai vairākus fotonus ar tādu pašu frekvenci kā pirmais un fāzē ar to. . Šis efekts izplūst cauri kamerai, nepārtraukti stimulējot citus atomus izstarot vēl saskaņotākus fotonus, un šo procesu sauc par stimulētām emisijām. Citiem vārdiem sakot, gaisma ir pastiprināta, kā parādīts 2. attēlā
Turklāt spoguļi kameras abos galos liek gaismai atsist uz priekšu un atpakaļ pāri barotnei. Viens no spoguļiem ir daļēji caurspīdīgs, ļaujot lāzera staram iziet no šī kameras gala. Uzturot vidē ar ārēju enerģijas avotu pietiekamu atomu skaitu augstākās enerģijas stāvoklī, emisijas tiek nepārtraukti stimulētas, un šo procesu sauc par populācijas inversiju. Galu galā tas rada koherentu fotonu plūsmu, kas ir ļoti koncentrēts spēcīgas lāzera gaismas stars. Lāzeriem ir daudz rūpniecisku, militāru un zinātnisku lietojumu, tostarp metināšana, mērķa noteikšana, mikroskopiskā fotogrāfija, optiskās šķiedras, ķirurģija utt.
Lāzera veidi:
Ir daudz dažādu lāzeru veidu, un tālāk ir minēti pieci galvenie lāzeru veidi.
1. Gāzes lāzeri – piem. HeNe gāzes lāzeri un CO2 lāzeri, kas izstaro simtiem vatu jaudu. Tos parasti izmanto griešanai un metināšanai rūpniecībā.
2. Ķīmiskie lāzeri – tiek darbināti ar ķīmisku reakciju, kas pieļauj lielu enerģijas daudzumu, galvenokārt militāram lietojumam un ļoti augstu viļņa garumu. Piem. Ūdeņraža fluorīda lāzers 2700nm.
3. Cietvielu lāzeri – optiski sūknēti, izmantojot cietu barotni, kas ir leģēta, piemēram, ar jonu leģētu kristālisku vai stiklu. Piemērs varētu būt lāzera rādītājs.
4. Šķiedru lāzeri – gaisma tiek vadīta iekšējās atstarošanas dēļ optiskajā šķiedrā. Mūsdienās tie ir plaši pazīstami ar savu lielo izejas jaudu un augsto optisko kvalitāti, kā arī ilgu kalpošanas laiku. Iemesls ir saistīts ar šķiedru īpašībām, kas nodrošina augstu virsmas laukuma un tilpuma attiecību, kas nodrošina efektīvu dzesēšanu, atbalstot nepārtrauktas izejas jaudas kilovatus. Šķiedras viļņu virzošās īpašības palīdz uzturēt signāla stiprumu un samazina kropļojumus. Šķiedru lāzeri mūsdienās tiek plaši izmantoti telekomunikācijās, kas izplatās vairāku kilometru garumā.
5. Pusvadītāju lāzeri – elektriski sūknēti
a) Gaismas diodes (LED) — diodē, kas veidota no tieša joslas spraugas pusvadītāja, piemēram, gallija arsenīda, nesēji, kas šķērso savienojumu, izstaro fotonus, kad tie rekombinējas ar lielāko nesēju otrā pusē. Atkarībā no materiāla var rasties viļņu garumi (vai krāsas) no infrasarkanā līdz tuvajam ultravioletajam starojumam. Visas gaismas diodes rada nesakarīgu šaura spektra gaismu. Gaismas diodes var izmantot arī kā zemas efektivitātes fotodiodes signālu lietojumos. LED var būt savienots pārī ar fotodiodi vai fototranzistoru vienā iepakojumā, lai izveidotu opto izolatoru.
b) Lāzera diodes — ja LED līdzīga struktūra atrodas rezonanses dobumā, kas izveidots, pulējot paralēlās gala virsmas, var izveidot lāzeru. Lāzera diodes parasti izmanto optiskās atmiņas ierīcēs un ātrdarbīgai optiskai komunikācijai.
Lāzera diode ir lāzers, kurā vide ir pusvadītājs, ko veido pn pāreja, kā parādīts 3. attēlā, un kuru darbina elektriskā strāva. Par dažāda veida lāzerdiodes struktūrām, lūdzu, skatiet 3. pielikumu. Pamatā lāzerdiode ir pusvadītāju mikroshēmas, kas izstaro koherentu gaismu, un monitora fotodiodes mikroshēmas, kas paredzētas jaudas atgriezeniskās saites kontrolei, kombinācija hermētiski iesaiņotā un noslēgtā korpusā.
Pusvadītāju materiāli, ko izmanto, lai izveidotu pn savienojuma diodes, kas mūsdienās izstaro gaismu, ir: gallija arsenīds, indija fosfīds, gallija antimonīds un gallija nitrīds. Iemesls, kāpēc tie tiek izmantoti, ir trīs-piecu savienojumu īpašības ķīmiskajā periodiskajā tabulā. Materiāliem ir jābūt stipri leģētiem, lai izveidotu P–N reģionus, kas izslēdz citus, atstājot trīs līdz piecus grupas par ideāliem variantiem.
To viļņu garumus var regulēt, mainot kompozīcijas attiecību. Piemēram, InP substrāta radītā lāzera stara viļņa garumu var palielināt, palielinot indija saturu vai pazeminot fosfāta satura procentuālo daudzumu. Garāks viļņa garums parasti norāda uz lielāku ceļojuma attālumu.
Saskaņā ar Wikipedia datiem lāzerdiodes ir skaitliski visizplatītākais lāzeru veids, 2004. gadā pārdodot aptuveni 733 miljonus diožu lāzeru, salīdzinot ar 131 000 cita veida lāzeru. Lāzera diodes tiek plaši izmantotas telekomunikācijās kā viegli modulējami un viegli savienojami gaismas avoti šķiedru optikas sakariem.
Brandnew var piedāvāt lieljaudas diožu lāzerus un sistēmas ar plašu izejas jaudu un viļņu garumu diapazonu, tostarp lāzera mikroshēmu, šķiedru savienotu lāzerdiožu, vienu joslu un lieljaudas diožu lāzeru bloku. BrandNews stiprās puses ir talantīgi darbinieki, kvalitātes inženierija, procesu kontrole, produktu izstrāde un apjoma ražošana. Mūsu produktu klāsts sniedz šo sajūtu mūsu klientiem, kuri ātri saprot, ka mūsu risinājumi palīdz ietaupīt laiku RD fotoniskās sistēmas un integrācijas darbā.
Mūsu adrese
B-1508 Ruiding Mansion, Nr.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Tālruņa numurs
0086 181 5840 0345
E-pasts
info@brandnew-china.com
