O le mataupu faavae autu o le galue o le laser

激光器原理

O le mataupu faavae autū o le galuega a le laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) e faʻavae i luga o le mea e tupu i le faʻaosofiaina o le faʻasalalauina o le malamalama. E ala i se faasologa o mamanu ma fausaga saʻo, e gaosia ai e le laser ni ave e maualuga le coherence, monochromaticity, ma le pupula. E faʻaaogaina lautele le laser i tekinolosi faʻaonaponei, e aofia ai matāʻupu e pei o fesoʻotaʻiga, vailaʻau, gaosiga, fuaina, ma suʻesuʻega faasaienisi. O lo latou lelei maualuga ma uiga faʻatonutonu saʻo e avea ai ma vaega autu o le tele o tekinolosi. O loʻo i lalo se faʻamatalaga auiliili o mataupu faavae o le galuega a le laser ma faiga o ituaiga eseese o le laser.

1. Fa'aosofiaina o le Fa'asa'olotoina o le Ea

Fa'aosofia le fa'asa'olotoinao le mataupu faavae autū lea i tua atu o le gaosiga o le laser, lea na muamua fautuaina e Einstein i le 1917. O lenei mea e faʻamatalaina ai le auala e gaosia ai photons e sili atu ona ogatasi e ala i le fegalegaleaiga i le va o le malamalama ma le mea e fiafia i ai. Ina ia malamalama atili i le faʻalauiloaina o le faʻaosofia, seʻi o tatou amata i le faʻalauiloaina faʻafuaseʻi:

Fa'asa'olotoina Fa'afuase'iI totonu o atoma, molela, po'o isi vaega ninii, e mafai e eletise ona mitiia le malosi mai fafo (e pei o le malosiaga eletise po'o le malosiaga opitika) ma fesuia'i i se tulaga malosi maualuga, e ta'ua o le tulaga fa'aosofia. Peita'i, o eletise o le tulaga fa'aosofia e le mautu ma o le a iu lava ina toe fo'i atu i se tulaga malosi maualalo, e ta'ua o le tulaga eleele, pe a mavae se taimi pu'upu'u. I le taimi o lenei faiga, e fa'asa'oloto e le eletise se photon, o le fa'asalalauga fa'afuase'i lea. O ia photons e fa'afuase'i i tulaga o le televave, vaega, ma le itu, ma o lea e leai ai se felagolagoma'i.

Fa'aosofiaina o le Fa'asa'olotoinaO le ki i le fa'aosofiaina o le emission o le taimi e fetaui ai se eletise fa'aosofia ma se photon ma se malosi e fetaui ma lona malosiaga fesuia'i, e mafai e le photon ona fa'amalosia le eletise e toe fo'i i le tulaga muamua a'o fa'asa'olotoina se photon fou. E tutusa le photon fou ma le muamua i tulaga o le televave, vaega, ma le itu o le fa'asalalauina, ma i'u ai i le malamalama felagolagoma'i. O lenei mea e fa'ateleina ai le aofa'i ma le malosi o photons ma o le fa'avae autu lea o le lasers.

Aafiaga o Fa'amatalaga Lelei o le Fa'aosofiaina o le Fa'asalalauinaI le mamanuina o lasers, o le faagasologa o le fa'aosofiaina o le fa'asalalauina e toe faia i le tele o taimi, ma o lenei aafiaga lelei o le toe fa'afo'i mai e mafai ona fa'ateleina ai le aofa'i o photons. Faatasi ai ma le fesoasoani a se avanoa resonant, e fa'atumauina ai le felagolagoma'i o photons, ma fa'aauau pea ona fa'ateleina le malosi o le ave o le malamalama.

2. Mauaina o le Feololo

O lemaua le feololoo le mea autū lea i le laser e fuafua ai le faʻateleina o photons ma le gaosiga o le laser. O le faʻavae faaletino lea mo le faʻaosofiaina o le faʻasalalauga, ma o ona meatotino e fuafua ai le televave, galu, ma le malosiaga o le gaosiga o le laser. O le ituaiga ma uiga o le gain medium e aʻafia saʻo ai le faʻaogaina ma le faʻatinoga o le laser.

Faiga Fa'aosofiaE manaʻomia ona faʻaosofia e eletise i totonu o le auala e maua ai le malosi i se tulaga maualuga atu e ala i se punaoa o le malosi mai fafo. O lenei faiga e masani ona ausia e ala i faiga e sapalai ai le malosi mai fafo. O auala masani e faʻaosofia ai le malosi e aofia ai:

Pamu Eletise: Fa'aosofiaina o eletise i totonu o le auala e maua ai le eletise e ala i le fa'aaogaina o se tafega eletise.

Pamuina opitika: Fa'aosofia le fa'asalalauga i se puna malamalama (e pei o se moli uila po'o se isi laser).

Faiga o le Malosiaga o le MalosiagaE masani ona tufatufa atu eletise i le vaega e maua ai le malosi i ni tulaga faapitoa o le malosi. O mea e sili ona taatele ofaiga e lua-tulagamafaiga e fa-tulaga. I se faiga faigofie e lua-tulaga, e fesuia'i eletise mai le tulaga autū i le tulaga fa'aosofia ona toe fo'i lea i le tulaga autū e ala i le fa'aosofiaina o le fa'asalalauga. I se faiga e fa-tulaga, e ui atu eletise i ni suiga sili atu ona lavelave i le va o tulaga eseese o le malosi, e masani ona i'u ai i le maualuga o le lelei.

Ituaiga o Ala o Faasalalauga Gain:

Feololo o le Gain GasMo se faʻataʻitaʻiga, o leisa helium-neon (He-Ne). O mea e maua ai le kesi e lauiloa i lo latou malosiaga mautu ma le umi o le galu e tumau, ma e faʻaaogaina lautele o ni puna malamalama masani i totonu o fale suʻesuʻe.

Vai Maua FeololoMo se faʻataʻitaʻiga, laser vali. O mole mole vali e iai uiga lelei e faʻaosofia ai le fiafia i galu eseese, ma avea ai ma mea lelei mo laser e mafai ona fetuʻunaʻi.

Malosiaga Fa'a-MediumMo se faʻataʻitaʻiga, Nd(neodymium-doped yttrium aluminum garnet) lasers. O nei lasers e matua lelei ma malolosi, ma e lautele lona faʻaaogaina i le tipiina o fale gaosi oloa, uelo, ma faʻaoga faafomaʻi.

Feololo o le Gain SemiconductorMo se faʻataʻitaʻiga, o mea o le gallium arsenide (GaAs) e faʻaaogaina lautele i fesoʻotaʻiga ma masini optoelectronic e pei o laser diodes.

3. Pu o le Resonator

O lepu o le resonatoro se vaega fa'atulagaina i le laser e fa'aaogaina mo le fa'aalia ma le fa'ateleina. O lona galuega autu o le fa'aleleia atili lea o le aofa'i o photons e gaosia e ala i le fa'aosofiaina o le emission e ala i le toe fa'aataina ma le fa'ateleina o latou i totonu o le lua, ma fa'atupuina ai se malosiaga laser malosi ma taula'i.

Fausaga o le Pusa ResonatorE masani ona aofia ai ni fa'ata e lua e tutusa. O le tasi o se fa'ata e atagia atoatoa, e ta'ua o lefa'ata tua, ma le isi o se fa'ata e atagia fa'asolo, e ta'ua o lefa'ata fa'aolaE toe atagia mai e photons i totonu o le lua ma e fa'ateleina e ala i le fegalegaleai ma le gain medium.

Tulaga o le ResonanceE tatau i le mamanu o le avanoa o le resonator ona ausia ni tulaga patino, e pei o le faʻamautinoaina o loʻo fausia e photons ni galu tumau i totonu o le avanoa. O lenei mea e manaʻomia ai le umi o le avanoa e tutusa ma le tele o le galu o le laser. E naʻo galu malamalama e ausia nei tulaga e mafai ona faʻamalosia lelei i totonu o le avanoa.

Avega o le Fa'asalalaugaO le fa'ata e atagia fa'aitiiti e mafai ai ona ui atu se vaega o le ave malamalama ua fa'ateleina, ma fausia ai le ave o le laser. O lenei ave e maualuga lona fa'asinomaga, felagolagoma'i, ma le monochromaticity.

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Taimi na lafoina ai: Setema-18-2024