Ka Hanana o nā Lasers

Ka Hanana o nā Lasers
Ua hāpai ʻia ka hanauna o nā lasers e Einstein i ka makahiki 1916 me kāna kumumanaʻo o ka "hoʻokuʻu koke ʻana a me ka hoʻoulu ʻia". ʻO kēia kumumanaʻo ke kumu kino o nā ʻōnaehana laser hou. ʻO ka pilina ma waena o nā photons a me nā ʻātoma e alakaʻi i ʻekolu mau kaʻina hana hoʻololi: ka hoʻoulu ʻia ʻana o ka absorption, ka hoʻokuʻu koke ʻana, a me ka hoʻoulu ʻia ʻana o ka hoʻokuʻu. Inā hiki ke hoʻomau a paʻa ka hoʻoulu ʻia ʻana o ka hoʻokuʻu, hiki ke loaʻa nā lasers. No laila, pono e hana ʻia nā mea hana kūikawā - nā lasers. ʻO ka haku mele ʻana o kahi laser ua haku ʻia me ʻekolu mau ʻāpana nui: ka mea hana, ka mea hoʻonāukiuki, a me ka resonator optical.

1. Mea hana

ʻO ka mea i loko o ka laser e hiki ke hoʻoulu i ka mālamalama laser ua kapa ʻia ʻo ia ka mea hana. Ma lalo o nā kūlana maʻamau, ʻo ka hoʻolaha ʻana o nā helu atomika i loko o ka mea ma kēlā me kēia pae ikehu he hoʻolaha maʻamau. ʻOi aku ka nui o nā ʻātoma ma ka pae ikehu haʻahaʻa ma mua o ka pae ikehu kiʻekiʻe. No laila, i ka wā e hele ai ke kukui ma ke kūlana maʻamau o ka mea luminescent, ʻoi aku ka nui o ke kaʻina omo, a nāwaliwali mau ke kukui. I mea e hoʻoikaika ai i ke kukui ma hope o ka hele ʻana ma o ka mea luminescent a hoʻokō i ka hoʻonui ʻana o ke kukui, pono e hana i ka hoʻokuʻu hoʻoulu ʻia e dominant. I mea e ʻoi aku ai ka nui o nā ʻātoma ma ka pae ikehu kiʻekiʻe ma mua o ka pae ikehu haʻahaʻa, kūʻē kēia hoʻolaha i ka hoʻolaha maʻamau a ua kapa ʻia ʻo ia he inversion helu ʻāpana.
2. Mea Hoʻonāukiuki
ʻO ka hana o ka mea hoʻonāukiuki, ʻo ia ke hoʻonāukiuki i nā ʻātoma ma kahi pae ikehu haʻahaʻa i kahi pae ikehu kiʻekiʻe, e hiki ai i ka mea hana ke hoʻokō i kahi hoʻohuli helu ʻāpana. ʻO nā pae ikehu o ka mea e komo pū me ke kūlana honua a me ke kūlana hoʻonāukiuki, a me kahi kūlana metastable. ʻOi aku ka paʻa o ke kūlana metastable ma mua o ke kūlana honua, akā ʻoi aku ka paʻa ma mua o ke kūlana hoʻonāukiuki. Ma ke ʻano hoʻohālikelike, hiki i nā ʻātoma ke noho i ke kūlana metastable no kahi manawa lōʻihi. No ka laʻana, ʻo nā ion chromium (Cr3+) i loko o ka ruby ​​​​he kūlana metastable me ke ola o ke kauoha o 10-3 kekona. Ma hope o ka hoʻonāukiuki ʻia o ka mea hana a loaʻa ka hoʻohuli helu ʻāpana, i ka wā mua, ma muli o nā kuhikuhi hoʻolaha like ʻole o nā photons i hoʻopuka ʻia e ka radiation spontaneous, loaʻa i nā photons radiation stimulated nā kuhikuhi hoʻolaha like ʻole, a he nui nā pohō i ka hoʻopuka a me ka absorption; ʻaʻole hiki ke hana ʻia ka hoʻopuka laser paʻa. I mea e hiki ai i ka radiation stimulated ke hoʻomau i ke ola ma ka nui palena o ka mea hana, pono kahi resonator optical e hoʻokō i ke koho a me ka hoʻonui ʻana o ka mālamalama.
3. Mea Hoʻohui ʻIkepili
He mau aniani hoʻālohilohi like ia i hoʻokomo ʻia ma nā wēlau ʻelua o ka mea hana, kū pololei i ke axis nui. ʻO kekahi wēlau he aniani hoʻālohilohi holoʻokoʻa (me ka helu hoʻālohilohi o 100%), a ʻo kekahi wēlau he aniani moakaka hapa a he aniani hoʻālohilohi hapa (me ka helu hoʻālohilohi o 90% a 99%).
ʻO nā hana o ka resonator: ① ka hoʻoulu ʻana a me ka mālama ʻana i ka hoʻonui optical; ② ke koho ʻana i ke kuhikuhi o ke kukui puka; ③ ke koho ʻana i ka nalu o ke kukui puka. No kahi mea hana kikoʻī, ma muli o nā kumu like ʻole, ʻaʻole kū hoʻokahi ka nalu kukui i hoʻopuka ʻia, a he laulā ko ka spectrum. Hiki i ka resonator ke pāʻani i kahi kuleana koho alapine, e hoʻomaikaʻi ana i ka monochromaticity o ka laser.