Laser cruaidh: prionnsapalan obrachaidh, iarrtas

Tha an aiste seo a 'sealltainn dè na tobraichean monochromatic rèididheachd agus dè na buannachdan a cruaidh-stàite leusair thairis air seòrsachan eile. An seo tha sinn a dh'innis mar a tha ghinealach de rèididheachd ciallach, carson Pulse inneal nas cumhachdaiche, dè tha a dhìth gràbhaladh. Tha cuideachd beachdachadh air trì leusair a dhìth eileamaid agus ciamar a tha e ag obair.

còmhlan teòiridh

Mus sinn a 'bruidhinn mu dheidhinn mar a bhith ag obrachadh an leusair (cruaidh staid, mar eisimpleir), bu chòir dhut beachdachadh air cuid de na corporra modail. Bho sgoil leasanan aon a 'cuimhneachadh gu bheil an electrons air feadh an niuclas an rèiteachadh ann an sònraichte orbits no lùth ìrean. Ma aig ar riarachadh eil aon dadam, agus tòrr, 'se sin, sinn a' beachdachadh sam bith trì-sheallach, a 'bhuidheann a tha aon duilgheadas.

A rèir an Pauli prionnsabal, seo buidheann leis an aon lùth urrainn ach aon electron. Mar sin, fiù 's as lugha gràn a tha àireamh mhòr de dadaman. Nature air lorg sa chùis seo glè eireachdail fàgail - an cumhachd gach electron lùth eadar-dhealaichte bho an dlùth air glè bheag, cha mhòr indiscernible suim. Anns a 'chùis seo a h-uile electrons aon ìre de "bruthadh"-steach lùtha singilte còmhlan. An sgìre sa bheil iad suidhichte as fhaide air falbh bho na prìomh electrons, ris an canar Valence. Lean i sgìre a tha nas àirde cumhachd. Tha e electrons gluasad gu saor, agus tha e air a ghairm na conduction còmhlan.

Sgaoilidh agus chiad sreath

Sam bith leusair (cruaidh-stàite, gas, ceimigeach) ag obair air prionnsabalan electron sòn eadar-ghluasaid bho aon eile. Ma tha do bhodhaig a tha fosgailte don t-solas, gus an photon an electron a 'toirt gu leòr cumhachd a bha e ann an staid nas àirde cumhachd. Air an làimh eile, 'nuair a tha an electron ghluasad bho conduction còmhlan gu Valence, tha e emits a photon. Ma bhios an stuth a tha semiconductor no insulator, an Valence agus conduction còmhlan air an dealachadh le ceada ann nach eil ìre. Mar sin, electrons nach urrainn a bhith ann. Tha seo a 'ceada goirear an còmhlan a' bheàrn. Ma tha an photon Tha gu leòr lùth, an electrons Gearr leum seachad air an seo ceada.

ghinealach

Tha obrachaidh phrionnsabal an cruaidh-stàite leusair tha stèidhichte air gu bheil na stuthan ann an thoirmisgte sòn a chruthachadh mar a theirear inverted filleadh. Electron beatha aig an ìre seo nas àirde na a 'fuireach nuair a bha e ann an còmhlan-ciùil conduction. Mar so, ann an cuid de ùine air a "cruinneachadh" electrons. 'S e seo an àireamh-sluaigh tionndadh. Nuair ìre seo le dhotagach electrons, a 'dol seachad air an photon wavelength a bhithear ga iarraidh, tha e ag adhbhrachadh mar-aon ghinealach de àireamh mhòr de ionann dh'fhaid agus ìre de solas tonn. 'S e sin, an electrons maoim-sneachda a tha a h-uile aig an aon àm ris an talamh stàite, a' gineadh a sail na monochromatic photons àrd gu leòr cumhachd. Bu chòir a thoirt fa-near gur e am prìomh dhuilgheadas a 'chiad leusair bha leasachadh a lorg leithid measgachadh de stuthan airson a bhiodh comasach sluagh tionndadh aon de na h-ìrean. Tha a 'chiad ag obair tro mheadhan na alloy stàilinn ruby.

Tha buill nan leusair

Solid-stàite leusair air prìomh phàirtean eadar-dhealaichte bho na gnèithean eile. Tha lionn ag obair, anns a bheil àireamh-sluaigh tionndadh aon de na h-ìrean, shoillseachadh le solus tùs. Tha e ris an canar 'spùtadh. faodaidh e gu tric a 'àbhaisteach incandescent no lampa gas a leigeil ma sgaoil tube. Dà co-shìnte leudachadh deireadh an lionn ag obair (cruaidh-stàite leusair criostal a 'gabhail ris, gas - a Vacuum àile) a chruthachadh siostam de sgàthain, no an Optical fhuaimnear. Tha e a 'cruinneachadh ann an sail photons a-mhàin an fheadhainn a tha co-shìnte ris an channel. Phumpadh cruaidh-stàite leusairean mar as trice a 'tachairt tro flash lampaichean.

Seòrsa cruaidh-stàite leusairean

A rèir a 'mhodh air an leusair sail toradh dhealachadh leantainneach agus pulsed leusairean. Gach fear dhiubh air a chleachdadh agus tha feartan aca fhèin. Tha am prìomh eadar-dhealachadh - pulsed cruaidh-stàite leusairean a bhith nas comas. Bho airson gach peilear photons mar "piling", an uair sin aon cuisle a tha comasach air àrd-ìre a lìbhrigeadh cumhachd na leantainneach oscillation airson an aon àm. Tha nas lugha na cuisle mhaireas, na bu chumhachdaiche gach "urchair". Aig an àm seo, tha e comasach a thaobh teicneòlas a thogail femtosecond leusair. Aon de na glumagan mhaireas mu 10 ^-15 diogan. A leithid eisimeileachd a tha co-cheangailte gu bheil an àireamh-sluaigh a 'chùl mar pròiseasan a mhìneachadh gu h-àrd a mhaireas math, gu math beag. Tha nas fhaide air an fheum a 'feitheamh roimhibh "dhèante" leusair, an tuilleadh electrons tha ùine a' fàgail an inverted ìre. Mar sin, a 'lùghdachadh agus dùmhlachd photon lùth an toradh sail.

leusair gràbhaladh

Tha na pàtrain air an uachdar de mheatailt agus glainne nithean a sgeadachadh le neach bheatha làitheil. Faodaidh iad a bhith air an cur an gnìomh mechanically, ceimigean, no le leusair. Tha an dàrna dòigh as motha a tha ùr-nodha. Tha buannachdan thairis air dòighean eile mar a leanas. Bho 'toirt buaidh dhìreach air an obair uachdar Chan eil an-diugh, tha e cha mhòr do-dhèanta cron a dhèanamh air an ni anns a' phròiseas de bhith a 'cleachdadh pàtran no sgrìobhadh. Tha an leusair sail Burns gu math ao-domhainn Groove: uachdar a ghràbhaladh le tobhta rèidh agus, uime sin, an ni nach 'eil a mhilleadh agus a mhaireas nas fhaide. Ann an cùis meatailt leusair sail atharrachadh fìor structar chùis, agus na faclan cha seargadh airson iomadh bliadhna. Ma tha an rud air a chleachdadh gu cùramach, chan eil e a 'bogadh ann an acid no deform, an sin iomadh ginealach de pàtran air a ghleidheadh gu neo-mhearachdach. Laser gràbhaladh as fheàrr a thaghadh cruaidh-stàite atharrachadh airson dà adhbhar: an pròiseasan Teann-stuthan ann a tha nas fhasa a bhith a 'stiùireadh, agus tha e reachdachadh airson an co-mheas de toradh agus prìsean.

stàladh

Gràbhaladh, tha sònraichte stàladh. A bharrachd air dìreach leusair, tha iad air a dhèanamh suas de meacanaigeach-iùil, anns a bheil leusair a 'gluasad, agus sgrùdadh uidheam (coimpiutair). Laser inneal air a chleachdadh ann an iomadh roinn de obair dhaoine. Os cionn bhruidhinn sinn mu mhaise làitheil nithean. Clàraichte sginean, lasadairean, speuclairean, uaireadairean airson ùine fhada bhios a 'fuireach anns an teaghlach agus thèid an cuimhne nan toilichte tàmaill.

Ach, chan eil a-mhàin ach cuideachd na dachaigh bathar gnìomhachais feum leusair gràbhaladh. Lusan mòra, leithid carbadan, air a sgaoileadh fiosrachadh mu àireamhan mòra: ceudan de mhìltean no milleanan. Tha gach Notaichean a dh'fheumas a bhith air a chomharrachadh - agus nuair a chruthaich e. Dòigh nas fheàrr na an leusair gràbhaladh, a lorg neo, release àm, an t-seirbheis beatha a bhios fada fiù 's airson a' gluasad pàirtean, a tha a 'meudachadh cunnart sgrìobadh. Laser inneal, sa chùis seo, feumaidh a chomharrachadh le comas àrd agus sàbhailteachd. Às dèidh na h-uile, ma tha an gràbhaladh co-dhiù bloigh de cheud atharrachadh feartan an meatailt pàirtean, faodaidh e taobh a-muigh a 'gabhail eadar-dhealaichte gus brosnachaidh. Mar eisimpleir, fois a ghabhail ann am puing-iarrtas den sgrìobhadh. Ach, freagarrach airson cleachdadh dachaigheil sìmplidhe agus nas saoire a stàladh.