லேசர் நடவடிக்கை கொள்கை: லேசர் கதிர்வீச்சு அம்சங்கள்

1917 இல் கோட்பாடு ப்ளாங்க் கதிர்வீச்சினை சட்டம் இயற்பியல் அடிப்படையாகக் கொண்ட லேசர், நடவடிக்கை முதல் கொள்கை, ஐன்ஸ்டீன் நியாயப்படுத்தப்பட்டது. அவர் உறிஞ்சுதல் விவரித்தார் தன்னிச்சையான மற்றும் நிகழ்தகவு குணகங்களாகும் (ஐன்ஸ்டீன் குணகங்களாகும்) பயன்படுத்தி மின்காந்த கதிர்வீச்சு தூண்டியது.

உரியதைச்

டியோடோர் Meyman நடவடிக்கை கொள்கை நிரூபிக்க முதல் இருந்தது ஒரு ரூபி லேசர், பிளாஷ் விளக்கு செயற்கை ரூபி பயன்படுத்தி ஆப்டிகல் இறைத்தல் அடிப்படையில், 694 என்எம் ஒரு அலைநீளம் ஒத்திசைவான கதிர்வீச்சு உருவாக்குகிறது.

1960 இல் ஈரானிய விஞ்ஞானிகள் ஜாவாப் மற்றும் பென்னட் 1:10 என்ற விகிதத்தில் அவர் மற்றும் நே வாயுக்களின் கலவையைக் பயன்படுத்தி முதல் எரிவாயு ஒளிக்கதிர்கள் உருவாக்கப்பட்டது.

1962-ல், ஆர் என் ஹால் இதுவே முதல் முறையாகும் டையோடு லேசர் 850 என்எம் அலைநீளத்தில் உமிழும், கால்லியம் ஆர்சனைடிலும் (தற்போது GaAs) மூலமாக உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. பின்னர் அதே ஆண்டில், நிக் Golonyak ஒளியின் முதல் குறைக்கடத்தி குவாண்டம் ஜெனரேட்டர் உருவாக்கப்பட்டது.

சாதனம் மற்றும் ஒளிக்கதிர்கள் கொள்கை

ஒவ்வொரு ஒளிக்கதிர் அமைப்பில் ஒரு செயலில் நடுத்தர ஒளிவழி கசியும் அதில் ஒன்று இணை மற்றும் மிகவும் பிரதிபலிக்கும் கண்ணாடிகள் ஒரு ஜோடி இடையே வைக்கப்பட்டு, அது உந்தித் ஒரு சக்தி மூலம் அடங்கும். ஆதாயம் நடுத்தர மின் அல்லது ஆப்டிகல் இறைத்தல் கதிர்வீச்சு கொண்ட உள்நாட்டில் அது வழியாகச் செல்லும் ஒளிக்கு அலை வீச்சு பெருக்க திறன் கொண்ட ஒரு திட, திரவ அல்லது வாயு செயல்படக்கூடும் என. என்று அவர்களை ஒவ்வொரு முறை பிரதிபலிக்கும் ஒளியின் அது வழியாக கடந்து, ஒரு குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பு அடைந்தது நிலையில், அரை கண்ணாடியில் ஊடுருவி பொருள் கண்ணாடிகள் ஒரு ஜோடி இடையே வைக்கப்படுகிறது.

இரட்டை சூழல்

மின் உற்சாகமாக மின் ₂ மற்றும் அடிப்படை _1: யாருடைய அணுக்கள் மட்டுமே இரண்டு ஆற்றல் மட்டங்கள் வேண்டும் ஒரு செயலில் நடுத்தர கொண்டு லேசர் நடவடிக்கை கொள்கை _{கவனியுங்கள்.} எந்த இறைத்தல் வகைமுறை (ஆப்டிகல், மின்சார வெளியேற்ற தற்போதைய அல்லது பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் குண்டுவீச்சு) வழியாக அணுக்கள் என்றால் ஒரு மாநில மின் ₂ உற்சாகமாக _{உள்ளோம்,} சில நானோ நொடிகள் அவர்கள் அடிப்படை நிலைகளைக் கொண்டுள்ளதன் காரணமாக, ஆற்றல் ஃபோட்டான்கள் உமிழ்கின்றன திரும்ப hν = மின் ₂ - மின் _1. ஐன்ஸ்டீனின் கோட்பாட்டின் படி, மாசு இரண்டு வெவ்வேறு வழிகளில் உற்பத்தி செய்யப் படுகிறது: அதை போட்டான் மூலம் தூண்டப்படுகிறது, அல்லது அது தன்னிச்சையாக ஏற்படுகிறது. முன்னாள் வழக்கில், நிலைப்படுத்தப்பட்ட உமிழ்வின் ஏற்படுகிறது மற்றும் இரண்டாவது - இயல்பானதாக இல்லை. மணிக்கு வெப்பச்சமநிலைக்கு, தூண்டப்பட்ட மாசு நிகழ்தகவு பெரும்பான்மையான பாராம்பரிய ஒத்திசைவற்றது ஒளி மூலங்கள், மற்றும் lasing வெப்பச்சமநிலைக்கு தவிர வேறு நிலைமைகளில் சாத்தியம் ^{என்று,} தன்னிச்சையான (1:10 ³³⁾ மிகவும் குறைவாக உள்ளது.

கூட ஒரு மிக வலுவான இறைத்தல் மக்கள் தொகையில் நிலை அமைப்புகள் மட்டுமே சமமாக்கப்பட வேண்டும் முடியும். ஆகவே இந்த மக்கள்தொகை தலைகீழ் அல்லது பிற ஆப்டிக்கல் இறைத்தல் முறை அடைய ஒரு மூன்று அல்லது நான்கு நிலையிலான அமைப்பு தேவைப்படுகிறது.

பல நிலையானது அமைப்பின்

மூன்று நிலை லேசர் கொள்கை என்ன? ₀₂ ν அதிர்வெண் பிரகாசமான ஒளியைத் கதிரியக்கத்துடன் குறைந்த ஆற்றலைக் நிலை மின் ₀ மற்றும் மேல் சேர்ந்த இ ₂ அணுக்கள் பெருமளவு எண்ணை இறைக்கிறது. மின் ₁ அணுக்கள் மின் ₂ Radiationless மாற்றம் மின் ₁ மற்றும் E ₀ இடையே ஒரு மக்கள் தொகையில் _{நேர்எதிராக} அணுக்கள் ஒரு சிற்றுறுதியான மாநில மின் ₁ ஒரு நீண்ட நேரம் இருக்கும் போது இது நடைமுறையில் மட்டுமே _{சாத்தியம்} மற்றும் E க்கு மின் ₁ முதல் மாற்றம் ₂ வேகமாக ஏற்படுகிறது நிறுவுகிறது. என்று மின் ₀ மற்றும் மின் ₁ இடையே மக்கள் _{தொகையில்} தலைகீழ் பெறப்படுகின்றது மற்றும் ஃபோட்டானின் ஆற்றலானது மின் ₁ -E ₀ நிலைப்படுத்தப்பட்ட உமிழ்வின் அதிகரிக்கப்படுகிறது மூன்று நிலை லேசர் இயக்க கொள்கை, இந்நிலைமைகள் உள்ளது. பரந்த அளவில் மின் ₂ நிலைப்படுத்தப்பட்ட உமிழ்வின் வளர்ச்சி விளைவாக, இன்னும் திறமையாக வெளியேற்றுவதற்கு உறிஞ்சுதல் அலைநீளம் வரம்பில் அதிகரிக்க முடியும்.

மூன்று நிலையானது அமைப்பின் கீழ் நிலை இருந்து மிக அதிக உந்து சக்தி தேவைப்படுகிறது, தலைமுறை ஈடுபட்டுள்ளன, அது ஒரு தளம். இந்த வழக்கில், மக்கள் தொகையில் நேர்மாற்றலால் பொருட்டு மாநில மின் ₁ ஏற்பட்டது மொத்த அணுக்களின் எண்ணிக்கை பாதிக்கு மேல் உந்தப்பட்டு. இந்த வழக்கில், வீணாக்கப்பட்ட ஆற்றலாகும். குறைந்த lasing நிலை குறைந்தது ஒரு நான்கு நிலையிலான அமைப்பு தேவைப்படுகிறது அடிப்படை, இல்லை என்றால் பம்ப் சக்தி குறைகிறது முடியும்.

செயலில் பொருள் தன்மையைப் பொருத்து, லேசர்கள் மூன்று வகைப்படுகின்றன, அதாவது திட, திரவ மற்றும் வாயு வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. 1958 லிருந்து, முதல் தலைமுறை ஒரு ரூபி படிக காணப்பட்ட போது, விஞ்ஞானிகள் மற்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒவ்வொரு பிரிவிலும் மூலப்பொருட்களையும் ஒரு பரவலான கற்றிருக்கிறோம் என்று கூறலாம்.

திட நிலை லேசர்

அறுவை சிகிச்சை ஒரு காப்பு படிகக்கட்டிக் மாற்றம் உலோக சேர்க்கும் போது உருவாகின்றன இது ஒரு செயலில் ஊடகத்தின் பயன்படுத்த அடிப்படையிலானது (டி ^+3, CR ^+3, வி ^+2, கோ ^+2, நி ^+2, ஃபே ^+2, மற்றும் பல. டி) அரிதான பூமி அயனிகள் (ce ^+3, பியார் ^+3, ND ^{+3 பிரதமர் +3,} எஸ்எம் ⁺² ஐரோப்பிய ^{ஒன்றிய +2 + 3,} காசநோய் ^+3, துணை வட்டார வளர்ச்சி அலுவலர் ^+3, ஹோ ^+3, எர் ^+3, yb ⁺³ , எட்.), மற்றும் யூ ^{+3 ஆக்டினைட்ஸ்.} ஆற்றல் நிலைகள் மட்டுமே தலைமுறை பொறுப்பு அயனிகள். வெப்பக் கடத்தி மற்றும் போன்ற அடிப்படை பொருள் இயற்பியல் குணங்கள், வெப்ப விரிவாக்கம் லேசர் திறமையான செயல்பாடு முக்கியம். ஒரு கலப்பட அயன் அணுக்களை இடத்தை பின்னல் அதன் ஆற்றல் மட்டங்கள் மாற்றுகிறது. செயலில் நடுத்தர அலை தலைமுறை மற்றும் பல்வேறு நீளம் அதே அயன் பல்வேறு பொருட்கள் டோப்பிங் மூலம் வெற்றியும் ஏற்படும்.

ஹோல்மியம் லேசர்

ஒரு திட நிலை லேசர் ஒரு உதாரணம் ஒலுமியம் அணு படிகக்கட்டிக் அடிப்படை பொருள் பதிலாக அங்குதான் ஒரு குவாண்டம் ஜெனரேட்டர் உள்ளது. ஹோ: யாக் சிறந்த lasing பொருட்கள் ஒன்றாகும். ஒலுமியம் லேசர் இயக்க கொள்கை ஒலுமியம் அயனிகள் ஒளியியல் ரீதியாக ஃபிளாஷ் விளக்கு இறைக்கப்படும் மற்றும் நன்கு திசுக்கள் உறிஞ்சப்படுகிறது அகச்சிவப்பு வரம்பில் 2097 என்எம் அலைநீளத்தில் வெளியேற்றுகிறது கொண்டு கலப்பட என்று திகழியம் அலுமினிய பிணைச்சல் உள்ளது. புற்றுநோய் செல்கள், சிறுநீரகம் மற்றும் பித்தநீர்க்கட்டி ஆவியாக்குதலை மூட்டுகள், பல் சிகிச்சை, இயக்கங்கள் இந்த லேசர் பயன்படுத்தவும்.

ஒரு குறைக்கடத்தி குவாண்டம் ஜெனரேட்டர்

குவாண்டம் நன்கு ஒளிக்கதிர்கள் மலிவான, வெகுஜன உற்பத்தி செய்ய மற்றும் எளிதாக மாற்றம்கொள்ளத்தக்கது. இன் இயக்க கொள்கை குறைக்கடத்தி லேசர் ஒரு குறிப்பிட்ட அலைநீளம் வெளிச்சத்தில் LED க்கள் போல, ஒரு நேர்மறையான ஒரு சார்புக்கு நிகழும் கேரியர்கள் மறுசேர்க்கை மூலம் தயாரிக்கும் PN-டையோட் சந்தி, பயன்பாடு அடிப்படையில். எல்இடி தன்னிச்சையாகவும் லேசர் டையோட்கள் வெளியிடுவதில்லை - compulsively. நிபந்தனை மக்கள் தொகையில் தலைகீழ் நிறைவேற்ற, இயங்கு தற்போதைய ஒரு துவக்கத்தை தாண்ட வேண்டும். ஒரு செமிக்கண்டக்டர் டையோடு சுறுசுறுப்பாக நடுத்தர இரு பரிமாண அடுக்குகளை இணைப்பு பகுதியில் ஒரு காட்சி உள்ளது.

லேசர் இந்த வகை செயல்படும் கொள்கை எந்த வெளிப்புற கண்ணாடி தேவைப்படுகிறது ஏற்றத்தாழ்வுகளைக் பராமரிக்க என்று. காரணமாக உருவாக்கப்பட்ட பிரதிபலிப்பு திறன், ஒளிவிலகல் குறிப்பானோடு அடுக்குகள் மற்றும் செயலில் ஊடகத்தின் உட்புற பிரதிபலிப்பு, இந்த நோக்கத்திற்காக போதுமானது. இறுதியில் பரப்புகளில் இணை பிரதிபலிக்கும் பரப்புகளில் வழங்குகிறது என்று டையோடுகளும் பிளக்கும்.

ஹெட்ரோஜங்க்ஷன் - இணைக்கும் இரண்டு வெவ்வேறு நிறுவப்பட்ட வகையாகவே செமிகண்டக்டர் பொருளின் உருவாகின்றன கலவை, ஒரு homojunction அழைக்கப்படுகிறது.

தொலைத்தொடர்பு நிறுவனங்களின் உயர் அடர்த்தி p மற்றும் n- வகை செமிகண்டக்டர்ஸ் ஒரு மெல்லிய (≈1 மிமீ) குறைவதற்கான அடுக்கு ஒரு p- விரவலே உருவாக்குகின்றன.

எரிவாயு லேசர்

அறுவை சிகிச்சை மற்றும் லேசர் இந்த வகை பயன்படுத்த கொள்கை அது (அகச்சிவப்பு புறஊதா இருந்து) மற்றும் அலைநீளங்களைப் (மெகாவாட் செய்ய மில்லிவாட்ஸில் இருந்து) கிட்டத்தட்ட எந்த திறன் சாதனங்களை உருவாக்க முடியும் மற்றும் துடிப்பு மற்றும் தொடர்ச்சியான முறைகளில் இயங்க முடியும் உள்ளது. செயல்படும் மீடியாவை தன்மை அடிப்படையில், எரிவாயு ஒளிக்கதிர்கள், அதாவது, அணு அயனி மற்றும் மூலக்கூறு மூன்று வகைகள் உள்ளன.

மிக எரிவாயு ஒளிக்கதிர்கள் மின்சார வெளியேற்ற இறைக்கப்படும். வெளியேற்ற குழாயில் எலக்ட்ரான்கள் மின் முனைகளுக்கு இடையிலான மின் புலத்தால் முடுக்கப்பட்டால். அவர்கள் அணுக்கள், அயனி அல்லது ஒரு செயலில் நடுத்தர மூலக்கூறுகள் மோதி மக்கள் தொகையில் தலைகீழ் மற்றும் தூண்டப்பட்ட உமிழ்தல்கள் ஒரு மாநில அடைய அதிக ஆற்றல் மட்டங்கள் மாற்றம் தூண்டாதீர்கள்.

மூலக்கூறு லேசர்

லேசர் நடவடிக்கை கொள்கை அணு மற்றும் அயன் ஒளிக்கதிர்கள் உள்ள தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அணுக்கள் மற்றும் அயனிகள் போல் மூலக்கூறுகள் தனித்தியங்கும் ஆற்றல் மட்டங்கள் பரந்த ஆற்றல் கட்டுகள் ஒத்திசைவுடன், என்ற உண்மையை அடிப்படையாக கொண்டது. ஒரு சில சுழற்சி - கூடுதலாக, ஒவ்வொரு எலக்ட்ரான் ஆற்றல் நிலை அதிர்வு நிலைகளுக்குச் பெரிய அளவில், அத்துடன் அவை அந்த உள்ளது.

எலக்ட்ரான் சக்தி மட்டங்களுக்கு இடையிலான ஆற்றல், ஸ்பெக்ட்ரம் UV மற்றும் புலப்படும் பகுதிகளில் இருக்கும் போது அதிர்வு-சுழற்சி மட்டங்களுக்கு இடையிலான - இதுவரை மற்றும் அருகில் அகச்சிவப்பு பிரதேசங்களில். இவ்வாறு, மூலக்கூறு ஒளிக்கதிர்கள் மிகவும் ஒரு தொலைதூர அல்லது அருகில்-அகச்சிவப்பு பகுதிகளில் வேலை செய்து வருகிறார்.

எக்ஸைமர் லேசர்கள்

Excimers நிலையான தரையில் மாநில மற்றும் முதல் நிலை பிரிக்கப்படுகின்றன இது ARF, KrF, XeCl போன்ற மூலக்கூறு உள்ளன. அடுத்த லேசர் செயல்படும் கொள்கை. பொதுவாக, மூலக்கூறுகளின் தரையில் மாநிலத்தில் எண் சிறியதாக உள்ளது, எனவே தரையில் மாநிலத்தில் இருந்து நேரடி இறைத்தல் முடியாது. மூலக்கூறுகள் மந்த வாயுக்கள் ஒரு உயர் ஆற்றல் ஆலைடுகள் கொண்ட ஒரு கலவை மூலம் முதல் கிளர்வூட்டு எலெக்ட்ரான் நிலை உருவாக உதவியது. மக்கள் தொகையில் தலைகீழ் ஒரு அடிப்படை மட்டத்தில் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையானது உற்சாகமாக ஒப்பிடுகையில் மிகவும் குறைவாக என்பதால் எளிதாக பெறப்படுகின்றது. லேசர் நடவடிக்கை கொள்கை, சுருக்கமாக, நிலத்தில் மாநில தொடர்பறு ஒரு கட்டப்படுகிறது உற்சாகமாக எலெக்ட்ரான் நிலை நிலைமாற்றுதலில் உள்ளது. தரையில் மக்கட்தொகைக்கு இந்த கட்டத்தில் மூலக்கூறு அணுக்களாக பிரிக்கின்றது பிரிய ஏனெனில் என்ற குறைவான அளவில் எப்போதும்.

அமைப்பின் மேலும் லேசர்கள் கொள்கை வெளியேற்ற குழாய் ஹாலைடு ஒரு கலவையை (எஃப் ₂₎ மற்றும் அரிய எரிவாயு (அர்) நிரப்பப்பட்டிருக்கும் என்று கொண்டிருக்கிறது. அது எலக்ட்ரான்கள் பிரிய மற்றும் ஹாலைடு மூலக்கூறுகள் அயனியாக்கம் எதிர்மறை அயனிகள் உருவாக்க. நேர்மறை அயனிகள் அர் ⁺ மற்றும் எதிர்மறை எஃப் ^- வினை ஒத்திசைவான கதிர்வீச்சு அடிப்படை மாநில விலக்கு மற்றும் தலைமுறை அடுத்தடுத்த மாற்றம் தொடர்புடைய முதல் கிளர்வூட்டு மாநிலத்தில் ARF மூலக்கூறுகளை உற்பத்தி. எக்ஸைமர் லேசர், நடவடிக்கை கொள்கை மற்றும் நாம் இப்போது பரிசீலித்து இதில் பயன்பாடு, சாயத்தின் செயலில் ஊடகத்தின் இறைத்தல் பயன்படுத்த முடியும்.

திரவ லேசர்

திட ஒப்பிடுகையில், திரவங்களை மேலும் ஒருபடித்தான மற்றும் வாயுக்கள் ஒப்பிடுகையில், செயலில் அணுக்கள் அதிக அடர்த்தி வேண்டும். இந்த கூடுதலாக, அவர்கள் உற்பத்தி எளிதாக வெப்பம் இழப்பு அனுமதிக்க கடினம் அல்ல மற்றும் எளிதாக பதிலாக இருக்க முடியும். லேசர் நடவடிக்கை கொள்கை உயிர்ம டை ஒரு ஆதாயம் நடுத்தர, அத்தகைய டிசிஎம் போன்ற பயன்படுத்தப்படுகிறது (4-dicyanomethylene-2-மெத்தில்-6-P-dimethylaminostyryl-4H-பைரான்), ரோடமைனில், styryl, எல்.டி., குமரின், stilbene, மற்றும் போன்ற. டி ., ஒரு பொருத்தமான கரைப்பான் கரைந்த. சாய மூலக்கூறுகள் ஒரு தீர்வு யாருடைய அலைநீளம் ஒரு நல்ல உறிஞ்சுதல் குணகம் உள்ளது கதிரியக்கத்தால் உற்சாகமாக உள்ளது. லேசர் நடவடிக்கை கொள்கை, சுருக்கமாக, ஃப்ளோரசன்ஸின் என்று ஒரு நீண்ட அலைநீளம் கொண்ட மணிக்கு உருவாக்குவது. ஆற்றல் இடையே வேறுபாடு உறிஞ்சப்பட்டு உமிழப்படும் ஃபோட்டான்கள் nonradiative ஆற்றல் நிலைமாற்றத்தைக் பயன்படுத்தப்படும் மற்றும் கணினி வெப்பப்படுத்துகிறது.

அலைநீளம் டியூனிங் - அகன்ற வரிசையானது ஃப்ளோரசன்ஸின் திரவ ஒளிக்கதிர்கள் ஒரு தனித்துவமான அம்சம் உள்ளது. அறுவை சிகிச்சை மற்றும் ஒரு மாற்றக்கூடிய லேசர் மற்றும் ஒத்திசைவான ஒளி ஆதாரமாக இந்த வகை பயன்படுத்த கொள்கை, நிறப்பிரிகை, முப்பரிமாணப் படிமவியல் அதிக அளவில் முக்கியமான மற்றும் உயிர்களில் மருத்துவ ஆய்வு பயன்பாடுகளில் வருகிறது.

சமீபத்தில், லேசர்கள் ஐசோடோப்பு பிரிப்பில் சாயமேற்ற பயன்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன. இந்த வழக்கில், லேசர் தேர்ந்தெடுத்து அவற்றில் ஒன்று, ஒரு இரசாயன எதிர்வினை தொடங்க கேட்கும் தூண்ட.