Laser-ek erradiazio-anplifikazio estimulatuaren eta beharrezko feedbackaren bidez argi-izpi koherenteak, monokromatikoak eta koherenteak sortzeko prozesuari eta tresnari egiten dio erreferentzia. Funtsean, laser sorkuntzak hiru elementu behar ditu: "erresonatzailea", "irabazi bitartekoa" eta "ponpatze iturria".
A. Printzipioa
Atomo baten higidura-egoera energia-maila ezberdinetan bana daiteke, eta atomoa energia-maila handi batetik energia-maila baxu batera igarotzen denean, dagokien energiaren fotoiak askatzen ditu (erradiazio espontaneoa deritzona). Era berean, fotoi bat energia-maila-sistema batean intzidentea denean eta honek xurgatzen duenean, atomoa energia-maila baxutik energia-maila altu batera pasatzea eragingo du (absortzio kitzikatua deritzona); Orduan, energia maila altuetara igarotzen diren atomo batzuk energia maila baxuagoetara igaroko dira eta fotoiak igortzen dituzte (erradiazio estimulatua deritzona). Mugimendu hauek ez dira modu isolatuan gertatzen, askotan paraleloan baizik. Baldintza bat sortzen dugunean, esate baterako, medio egokia, erresonatzailea, kanpoko eremu elektriko nahikoa erabiliz, estimulatutako erradiazioa anplifikatu egiten da, beraz, estimulatutako xurgapena baino gehiago, oro har, fotoiak igorriko dira, laser argia sortuz.
B. Sailkapena
Laserra ekoizten duen medioaren arabera, laserra laser likidoa, gas laserra eta laser solidoa bana daiteke. Orain erdieroaleen laser ohikoena egoera solidoko laser moduko bat da.
C. Osaera
Laser gehienak hiru zatiz osatuta daude: kitzikapen sistema, laser materiala eta erresonatzaile optikoa. Kitzikapen sistemak energia argia, elektrikoa edo kimikoa sortzen duten gailuak dira. Gaur egun, erabiltzen diren pizgarri-baliabide nagusiak argia, elektrizitatea edo erreakzio kimikoa dira. Laser substantziak laser argia sor dezaketen substantziak dira, hala nola, errubiak, beriliozko beira, neon gasa, erdieroaleak, koloratzaile organikoak, etab. Erresonantzia optikoaren kontrolaren eginkizuna irteerako laserren distira hobetzea da, doitzea eta uhin-luzera eta norabidea hautatzea. laserra.
D. Aplikazioa
Laser oso erabilia da, batez ere zuntz bidezko komunikazioa, laser tartea, laser ebaketa, laser armak, laser diskoa eta abar.
E. Historia
1958an, Xiaoluo eta Townes zientzialari estatubatuarrek fenomeno magiko bat aurkitu zuten: barneko bonbillak igorritako argia lur arraroen kristal baten gainean jartzen zutenean, kristalaren molekulek argi distiratsua igorriko dute, beti batera argi indartsua. Fenomeno horren arabera, "laseraren printzipioa" proposatu zuten, hau da, substantzia bere molekulen oszilazio-maiztasun naturalaren energia berberarekin kitzikatzen denean, desbideratzen ez den argi indartsu hori sortuko du: laserra. Paper garrantzitsuak aurkitu zituzten horretarako.
Sciolo eta Townesen ikerketen emaitzak argitaratu ostean, hainbat herrialdetako zientzialariek hainbat eskema esperimental proposatu zituzten, baina ez zuten arrakastarik izan. 1960ko maiatzaren 15ean, Maymanek, Kaliforniako Hughes Laborategiko zientzialariak, 0,6943 mikrako uhin-luzera zuen laser bat lortu zuela iragarri zuen, hau da, gizakiek lortutako lehen laserra, eta horrela Mayman munduko lehen zientzialaria bihurtu zen. laserrak eremu praktikoan sartzeko.
1960ko uztailaren 7an, Mayman-ek munduko lehen laserra jaio zela iragarri zuen, Mayman-en eskema intentsitate handiko flash-hodi bat erabiltzea da kristal errubi bateko kromo-atomoak estimulatzeko, horrela argi gorri mehe-zutabe oso kontzentratua sortuz, tiro egiten denean. puntu jakin batean, eguzkiaren gainazala baino tenperatura altuago batera irits daiteke.
H.Γ Basov zientzialari sobietarrak laser erdieroalea asmatu zuen 1960an. Laser erdieroalearen egitura normalean P geruzaz, N geruzaz eta geruza aktiboz osatuta dago, heterojunkzio bikoitza osatzen dutenak. Bere ezaugarriak hauek dira: tamaina txikia, akoplamendu eraginkortasun handia, erantzun azkarreko abiadura, uhin-luzera eta tamaina zuntz optikoaren tamainarekin bat egitea, zuzenean modula daiteke, koherentzia ona.
Sei, laserren aplikazio norabide nagusietako batzuk
F. Laser komunikazioa
Informazioa transmititzeko argia erabiltzea oso ohikoa da gaur egun. Adibidez, itsasontziek argiak erabiltzen dituzte komunikatzeko, eta semaforoek gorria, horia eta berdea erabiltzen dute. Baina argi arrunta erabiliz informazioa transmititzeko modu horiek guztiak distantzia laburretara soilik muga daitezke. Argiaren bidez informazioa zuzenean urruneko lekuetara transmititu nahi baduzu, ezin duzu argi arrunta erabili, laserrak soilik erabili.
Beraz, nola ematen duzu laserra? Badakigu elektrizitatea kobrezko harietan zehar eraman daitekeela, baina argia ezin da metalezko hari arruntetan zehar eraman. Horretarako, zientzialariek argia transmiti dezakeen harizpi bat garatu dute, zuntz optikoa deritzona, zuntz esaten zaiona. Zuntz optikoa beirazko material bereziz egina dago, diametroa giza ilea baino meheagoa da, normalean 50 eta 150 mikra artekoa, eta oso biguna.
Izan ere, zuntzaren barruko nukleoa beira optiko gardenaren errefrakzio-indize altua da, eta kanpoko estaldura errefrakzio-indize baxuko beira edo plastikoz egina dago. Halako egitura batek, alde batetik, argia barne-nukleoan zehar errefraktatuta sor dezake, ur-hodian aurrera doan ura bezala, elektrizitatea aurrera harian igortzen da, nahiz eta milaka bira-birak eraginik ez izan. Bestalde, errefrakzio-indize baxuko estaldurak argia ihes egitea eragotzi dezake, ur-hodiak iragazten ez den bezala eta hariaren isolamendu-geruzak elektrizitatea eroaten ez duen bezala.
Zuntz optikoaren agertzeak argia transmititzeko modua konpontzen du, baina horrek ez du esan nahi horrekin edozein argi oso urrunera igorri daitekeenik. Distira handia, kolore purua, norabide laser ona, informazioa transmititzeko argi-iturri aproposa da, zuntzaren mutur batetik sartzen da, ia galerarik gabe eta beste muturretik ateratzen da. Hori dela eta, komunikazio optikoa, funtsean, laser bidezko komunikazioa da, gaitasun handia, kalitate handia, material iturri zabala, konfidentzialtasun sendoa, iraunkortasuna, etab. abantailak dituena, eta zientzialariek komunikazioaren alorrean iraultzatzat hartzen dute, eta bat da. iraultza teknologikoko lorpen bikainenetakoa.
Argitalpenaren ordua: 2023-06-29