Lub hauv paus ntsiab lus ua haujlwm ntawm lub laser

Lub hauv paus ntsiab lus ua haujlwm yooj yim ntawm lub laser (Lub Teeb Amplification los ntawm Kev Tso Tawm Hluav Taws Xob) yog raws li qhov tshwm sim ntawm kev tso tawm lub teeb. Los ntawm ntau yam kev tsim qauv thiab cov qauv meej, lasers tsim cov kab teeb nrog kev sib xws siab, monochromaticity, thiab qhov kaj. Lasers siv dav hauv cov thev naus laus zis niaj hnub no, suav nrog hauv cov teb xws li kev sib txuas lus, tshuaj, kev tsim khoom, kev ntsuas, thiab kev tshawb fawb. Lawv cov kev ua haujlwm siab thiab cov yam ntxwv tswj hwm meej ua rau lawv yog cov khoom tseem ceeb ntawm ntau yam thev naus laus zis. Hauv qab no yog cov lus piav qhia ntxaws txog cov hauv paus ntsiab lus ua haujlwm ntawm lasers thiab cov txheej txheem ntawm ntau hom lasers.

1. Kev Tso Tawm Uas Txhawb Nqa

Kev tso pa tawm uas tau txhawb nqayog lub hauv paus ntsiab lus tseem ceeb tom qab laser generation, thawj zaug tau hais los ntawm Einstein hauv xyoo 1917. Qhov xwm txheej no piav qhia txog yuav ua li cas ntau cov photons sib xws tau tsim los ntawm kev sib cuam tshuam ntawm lub teeb thiab cov khoom zoo siab. Txhawm rau kom nkag siab zoo dua txog kev tso tawm stimulated, cia peb pib nrog kev tso tawm spontaneous:

Kev Tso Tawm Sai SaiHauv cov atoms, molecules, lossis lwm yam khoom me me, cov electrons tuaj yeem nqus tau lub zog sab nraud (xws li lub zog hluav taws xob lossis lub zog kho qhov muag) thiab hloov mus rau qib zog siab dua, hu ua lub xeev zoo siab. Txawm li cas los xij, cov electrons zoo siab tsis ruaj khov thiab thaum kawg yuav rov qab mus rau qib zog qis dua, hu ua lub xeev av, tom qab lub sijhawm luv luv. Thaum lub sijhawm no, cov electron tso tawm photon, uas yog kev tso tawm spontaneous. Cov photons no yog random hauv cov nqe lus ntawm zaus, theem, thiab kev coj, thiab yog li tsis muaj kev sib raug zoo.

Kev Tso Tawm Uas Txhawb NqaTus yuam sij rau kev tso tawm uas raug txhawb nqa yog tias thaum lub electron uas raug txhawb nqa ntsib lub photon nrog lub zog sib phim nws lub zog hloov pauv, lub photon tuaj yeem ua rau lub electron rov qab mus rau lub xeev av thaum tso tawm lub photon tshiab. Lub photon tshiab zoo ib yam li thawj qhov ntawm zaus, theem, thiab kev taw qhia kev nthuav dav, ua rau muaj lub teeb sib xws. Qhov xwm txheej no ua rau muaj ntau tus lej thiab lub zog ntawm cov photons thiab yog lub hauv paus tseem ceeb ntawm lasers.

Cov Lus Teb Zoo ntawm Kev Tso Tawm Uas Txhawb NqaHauv kev tsim cov lasers, cov txheej txheem tso tawm uas raug txhawb nqa rov ua dua ntau zaus, thiab qhov kev tawm tswv yim zoo no tuaj yeem ua rau muaj ntau cov photons ntau ntxiv. Nrog kev pab los ntawm lub qhov resonant, qhov sib xws ntawm cov photons raug tswj hwm, thiab qhov muaj zog ntawm lub teeb ci ntsa iab txuas ntxiv mus.

2. Tau Txais Nruab Nrab

Lubnce qib nruab nrabyog cov khoom siv tseem ceeb hauv lub laser uas txiav txim siab qhov kev nthuav dav ntawm cov photons thiab cov zis laser. Nws yog lub hauv paus rau kev tso tawm, thiab nws cov khoom txiav txim siab qhov zaus, wavelength, thiab lub zog tso zis ntawm lub laser. Hom thiab cov yam ntxwv ntawm qhov nce nruab nrab cuam tshuam ncaj qha rau kev siv thiab kev ua tau zoo ntawm lub laser.

Kev Ua Kom Muaj ZogCov electrons hauv qhov nruab nrab nce yuav tsum tau txhawb kom muaj zog siab dua los ntawm lub zog sab nraud. Cov txheej txheem no feem ntau ua tiav los ntawm cov txheej txheem muab hluav taws xob sab nraud. Cov txheej txheem txhawb nqa feem ntau suav nrog:

Kev Siv Hluav Taws Xob: Ua kom cov electrons hauv qhov nruab nrab nce siab los ntawm kev siv hluav taws xob tam sim no.

Kev Siv Lub Tshuab Pumping Optical: Ua kom lub nruab nrab zoo siab nrog lub teeb ci (xws li lub teeb ci lossis lwm lub laser).

Lub Zog Qib SystemCov electrons hauv qhov nruab nrab nce feem ntau yog faib rau hauv cov theem zog tshwj xeeb. Feem ntau yogob theem systemsthiabplaub-theem systemsHauv ib lub kaw lus yooj yim ob theem, cov electrons hloov ntawm lub xeev av mus rau lub xeev zoo siab thiab tom qab ntawd rov qab mus rau lub xeev av los ntawm kev tso tawm. Hauv ib lub kaw lus plaub theem, cov electrons dhau los ntawm kev hloov pauv nyuaj dua ntawm ntau qib zog sib txawv, feem ntau ua rau muaj kev ua haujlwm zoo dua.

Hom Kev Tshaj Tawm Xov Xwm:

Roj Tau Txais Nruab NrabPiv txwv li, helium-neon (He-Ne) lasers. Cov pa roj nce siab yog paub txog lawv cov zis ruaj khov thiab qhov ntev ntawm lub teeb, thiab siv dav ua cov chaw teeb pom kev zoo hauv cov chaw soj nstuam.

Cov Khoom Siv Ua KuaPiv txwv li, cov xim lasers. Cov xim molecule muaj cov khoom zoo excitation hla ntau qhov wavelengths, ua rau lawv zoo tagnrho rau cov lasers tunable.

Khoom Nruab Nrab Tau Txais KhoomPiv txwv li, Nd (neodymium-doped yttrium txhuas garnet) lasers. Cov lasers no ua haujlwm tau zoo thiab muaj zog heev, thiab siv dav hauv kev txiav kev lag luam, kev vuam, thiab kev siv kho mob.

Semiconductor nce qib nruab nrabPiv txwv li, cov khoom siv gallium arsenide (GaAs) siv dav hauv kev sib txuas lus thiab cov khoom siv optoelectronic xws li laser diodes.

3. Lub qhov resonator

Lubqhov chaw resonatoryog ib qho khoom siv hauv lub laser siv rau kev tawm tswv yim thiab kev ua kom loj dua. Nws lub luag haujlwm tseem ceeb yog los txhim kho tus lej ntawm cov photons tsim los ntawm kev tso tawm los ntawm kev cuam tshuam thiab ua kom loj dua lawv sab hauv lub qhov, yog li tsim cov zis laser muaj zog thiab tsom mus rau.

Cov qauv ntawm lub Resonator CavityFeem ntau nws muaj ob daim iav sib luag. Ib daim yog daim iav uas ci ntsa iab tag nrho, hu uadaim iav tom qab, thiab lwm qhov yog daim iav uas ci ntsa iab ib nrab, hu uadaim iav tso zisCov photons cuam tshuam rov qab thiab tawm hauv qhov chaw thiab raug nthuav dav los ntawm kev sib cuam tshuam nrog cov khoom nruab nrab.

Kev Mob Resonance: Tus qauv tsim ntawm lub resonator qhov yuav tsum ua tau raws li qee yam mob, xws li xyuas kom meej tias cov photons tsim cov nthwv dej sawv ntsug hauv lub qhov. Qhov no yuav tsum tau qhov ntev ntawm lub qhov kom yog ntau yam ntawm cov laser wavelength. Tsuas yog cov nthwv dej teeb uas ua tau raws li cov mob no thiaj li tuaj yeem ua kom zoo dua hauv lub qhov.

Tso zis BeamDaim iav uas ci ib nrab tso cai rau ib feem ntawm lub teeb ci ntsa iab hla dhau, tsim cov teeb laser tso zis. Cov teeb no muaj kev taw qhia siab, kev sib koom ua ke, thiab monochromaticity.

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