ข่าว

สินค้าแนะนำ

ความรู้ระดับมืออาชีพ

องค์ประกอบหลักและการประยุกต์ใช้เลเซอร์

2021-08-04

Laser คืออุปกรณ์ที่สามารถฉายแสงเลเซอร์ ตามสื่อการทำงาน เลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นสี่ประเภท: เลเซอร์ก๊าซ เลเซอร์ของแข็ง เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ และเลเซอร์สีย้อม เมื่อไม่นานมานี้ได้มีการพัฒนาเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระ เลเซอร์กำลังสูงมักจะเต้นเป็นจังหวะ เอาต์พุต

หลักการทำงานของเลเซอร์:
ยกเว้นเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระ หลักการทำงานพื้นฐานของเลเซอร์ต่างๆ จะเหมือนกัน เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการสร้างเลเซอร์คือการผกผันของจำนวนประชากรและการได้รับมากกว่าการสูญเสีย ดังนั้นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ในอุปกรณ์คือแหล่งกระตุ้น (หรือการปั๊ม) และสื่อการทำงานที่มีระดับพลังงานที่แพร่กระจายได้ การกระตุ้นหมายความว่าตัวกลางทำงานถูกกระตุ้นไปสู่สถานะตื่นเต้นหลังจากดูดซับพลังงานภายนอก สร้างเงื่อนไขสำหรับการตระหนักและรักษาการผกผันของประชากร วิธีการกระตุ้น ได้แก่ การกระตุ้นด้วยแสง การกระตุ้นด้วยไฟฟ้า การกระตุ้นทางเคมี และการกระตุ้นด้วยพลังงานนิวเคลียร์
ระดับพลังงาน metastable ของตัวกลางการทำงานทำให้การแผ่รังสีที่ถูกกระตุ้นครอบงำ ดังนั้นจึงทำให้เกิดการขยายแสง ส่วนประกอบทั่วไปในเลเซอร์รวมถึงช่องเรโซแนนซ์ แต่ช่องเรโซแนนซ์ (ดูช่องเรโซแนนซ์แบบแสง) ไม่ใช่ส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ ช่องเรโซแนนซ์สามารถทำให้โฟตอนในช่องมีความถี่ เฟส และทิศทางการวิ่งเท่ากัน เพื่อให้เลเซอร์มีทิศทางและการเชื่อมโยงที่ดี นอกจากนี้ยังสามารถลดความยาวของวัสดุที่ใช้งานได้ดี และยังสามารถปรับโหมดของเลเซอร์ที่สร้างขึ้นโดยการเปลี่ยนความยาวของช่องเรโซแนนซ์ (เช่น การเลือกโหมด) ดังนั้นโดยทั่วไปเลเซอร์จะมีโพรงเรโซแนนซ์

โดยทั่วไปแล้วเลเซอร์ประกอบด้วยสามส่วน:
1. สารทำงาน: ที่แกนกลางของเลเซอร์ เฉพาะสารที่สามารถเปลี่ยนระดับพลังงานได้เท่านั้นที่สามารถใช้เป็นสารทำงานของเลเซอร์ได้
2. กระตุ้นพลังงาน: หน้าที่ของมันคือให้พลังงานแก่สสารการทำงาน และกระตุ้นอะตอมจากระดับพลังงานต่ำไปสู่ระดับพลังงานภายนอกที่มีพลังงานสูง มักจะมีพลังงานแสง พลังงานความร้อน พลังงานไฟฟ้า พลังงานเคมี ฯลฯ
3. ช่องเรโซแนนซ์เชิงแสง: หน้าที่แรกคือการทำให้รังสีกระตุ้นของสารทำงานดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่อง ประการที่สองคือการเร่งโฟตอนอย่างต่อเนื่อง ประการที่สามคือการจำกัดทิศทางของเอาต์พุตเลเซอร์ ช่องเรโซแนนซ์เชิงแสงที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยกระจกคู่ขนาน 2 อันที่วางอยู่ที่ปลายทั้งสองของเลเซอร์ฮีเลียม-นีออน เมื่ออะตอมของนีออนบางส่วนเปลี่ยนผ่านระหว่างระดับพลังงานสองระดับที่บรรลุผลของการผกผันของจำนวนประชากร และแผ่โฟตอนในแนวขนานกับทิศทางของเลเซอร์ โฟตอนเหล่านี้จะสะท้อนกลับไปกลับมาระหว่างกระจกทั้งสอง จึงทำให้เกิดการแผ่รังสีอย่างต่อเนื่อง แสงเลเซอร์ที่แรงมากถูกผลิตขึ้นอย่างรวดเร็ว

คุณภาพของแสงที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์นั้นบริสุทธิ์และสเปกตรัมคงที่ ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้หลายวิธี:
เลเซอร์รูบี: เลเซอร์ดั้งเดิมคือการที่ทับทิมตื่นเต้นด้วยหลอดไฟกะพริบสว่าง และเลเซอร์ที่ผลิตขึ้นคือ "พัลส์เลเซอร์" แทนที่จะเป็นลำแสงที่ต่อเนื่องและเสถียร คุณภาพของความเร็วแสงที่ผลิตโดยเลเซอร์นี้แตกต่างจากเลเซอร์ที่ผลิตโดยเลเซอร์ไดโอดที่เราใช้อยู่ในปัจจุบัน การปล่อยแสงที่รุนแรงซึ่งกินเวลาเพียงไม่กี่นาโนวินาทีนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการถ่ายภาพวัตถุที่เคลื่อนไหวได้ง่าย เช่น ภาพบุคคลแบบโฮโลแกรม เลเซอร์พอร์เทรตตัวแรกถือกำเนิดขึ้นในปี 1967 เลเซอร์ทับทิมต้องใช้ทับทิมราคาแพงและสามารถผลิตแสงเป็นจังหวะสั้นๆ ได้เท่านั้น

เลเซอร์ He-Ne: ในปี 1960 นักวิทยาศาสตร์ Ali Javan, William R. Brennet Jr. และ Donald Herriot ได้ออกแบบเลเซอร์ He-Ne นี่คือเลเซอร์แก๊สตัวแรก เลเซอร์ชนิดนี้มักใช้โดยช่างภาพโฮโลแกรม ข้อดีสองประการ: 1. ผลิตเอาต์พุตเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง 2. ไม่ต้องใช้หลอดไฟแฟลชในการกระตุ้นด้วยแสง แต่ใช้แก๊สกระตุ้นไฟฟ้า

เลเซอร์ไดโอด: เลเซอร์ไดโอดเป็นหนึ่งในเลเซอร์ที่ใช้บ่อยที่สุด ปรากฏการณ์ของการรวมตัวกันใหม่ของอิเล็กตรอนและรูที่ทั้งสองด้านของทางแยก PN ของไดโอดเพื่อเปล่งแสงเรียกว่าการปล่อยแสงที่เกิดขึ้นเอง เมื่อโฟตอนที่เกิดจากการแผ่รังสีที่เกิดขึ้นเองผ่านเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อโฟตอนผ่านบริเวณใกล้เคียงของคู่อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมา จะสามารถกระตุ้นให้ทั้งสองรวมตัวกันอีกครั้งและผลิตโฟตอนใหม่ได้ โฟตอนนี้จะชักนำพาหะที่ตื่นเต้นให้รวมตัวใหม่และปล่อยโฟตอนใหม่ออกมา ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการปล่อยสารกระตุ้น

หากกระแสที่ฉีดเข้าไปมีขนาดใหญ่พอ จะเกิดการกระจายพาหะตรงข้ามกับสภาวะสมดุลทางความร้อน นั่นคือ การผกผันของประชากร เมื่อพาหะในชั้นแอคทีฟอยู่ในการผกผันจำนวนมาก การแผ่รังสีที่เกิดขึ้นเองจำนวนเล็กน้อยจะสร้างการแผ่รังสีเหนี่ยวนำเนื่องจากการสะท้อนกลับของปลายทั้งสองของโพรงเรโซแนนซ์ ส่งผลให้เกิดการสะท้อนกลับในเชิงบวกของเรโซแนนซ์แบบเลือกความถี่ หรือได้รับ ความถี่ที่แน่นอน เมื่ออัตราขยายมากกว่าการสูญเสียการดูดกลืน แสงที่สอดคล้องกันซึ่งมีเส้นสเปกตรัมที่ดี-แสงเลเซอร์สามารถถูกปล่อยออกมาจากจุดเชื่อมต่อ PN การประดิษฐ์เลเซอร์ไดโอดช่วยให้การใช้งานเลเซอร์ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็ว การสแกนข้อมูลประเภทต่างๆ, การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง, การวัดระยะด้วยเลเซอร์, ลิดาร์, เลเซอร์ดิสก์, เลเซอร์พอยน์เตอร์, คอลเลกชันของซุปเปอร์มาร์เก็ต ฯลฯ ได้รับการพัฒนาและเป็นที่นิยมอย่างต่อเนื่อง

ลักษณะ การใช้งาน และโอกาสทางการตลาดของเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ

ต่อไป:

ความสำคัญของชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

ข่าว

สินค้าแนะนำ

YDFA ไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์เจือ Ytterbium 1064 นาโนเมตร

ตัวควบคุมโพลาไรซ์ไฟเบอร์แบบแมนนวล

850nm 10mW Superluminescent Diode sld ไดโอด

เลเซอร์ไดโอด DFB ขนาด 1653 นาโนเมตรสำหรับการตรวจจับ CH4

องค์ประกอบหลักและการประยุกต์ใช้เลเซอร์

ก่อนหน้า:

ต่อไป: