லேசர் கொள்கை மற்றும் அதன் பயன்பாடு

தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சு பெருக்கம் மற்றும் தேவையான பின்னூட்டம் மூலம் கோலிமேட்டட், மோனோக்ரோமாடிக், ஒத்திசைவான ஒளிக்கற்றைகளை உருவாக்கும் செயல்முறை மற்றும் கருவியை லேசர் குறிக்கிறது. அடிப்படையில், லேசர் உருவாக்கத்திற்கு மூன்று கூறுகள் தேவைப்படுகின்றன: "ரெசனேட்டர்", "ஆதாய ஊடகம்" மற்றும் "பம்பிங் மூலம்".

அ. கொள்கை

ஒரு அணுவின் இயக்க நிலையை வெவ்வேறு ஆற்றல் நிலைகளாகப் பிரிக்கலாம், மேலும் அணு உயர் ஆற்றல் மட்டத்திலிருந்து குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்கு மாறும்போது, ​​அது தொடர்புடைய ஆற்றலின் ஃபோட்டான்களை (தன்னிச்சையான கதிர்வீச்சு என்று அழைக்கப்படுகிறது) வெளியிடுகிறது. இதேபோல், ஒரு ஃபோட்டான் ஒரு ஆற்றல் மட்ட அமைப்பில் விழுந்து அதனால் உறிஞ்சப்படும்போது, ​​அது அணுவை குறைந்த ஆற்றல் மட்டத்திலிருந்து உயர் ஆற்றல் மட்டத்திற்கு (உற்சாகப்படுத்தப்பட்ட உறிஞ்சுதல் என்று அழைக்கப்படுகிறது) மாற்றும்; பின்னர், அதிக ஆற்றல் மட்டங்களுக்கு மாறும் சில அணுக்கள் குறைந்த ஆற்றல் மட்டங்களுக்கு மாறி ஃபோட்டான்களை (தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சு என்று அழைக்கப்படுகிறது) வெளியிடும். இந்த இயக்கங்கள் தனிமையில் நிகழாது, ஆனால் பெரும்பாலும் இணையாக நிகழ்கின்றன. பொருத்தமான ஊடகம், ரெசனேட்டர், போதுமான வெளிப்புற மின்சார புலத்தைப் பயன்படுத்துவது போன்ற ஒரு நிலையை நாம் உருவாக்கும்போது, ​​தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சு பெருக்கப்படுகிறது, இதனால் தூண்டப்பட்ட உறிஞ்சுதலை விட அதிகமாக, பொதுவாக, ஃபோட்டான்கள் உமிழப்படும், இதன் விளைவாக லேசர் ஒளி உருவாகும்.

பி. வகைப்பாடு

லேசரை உருவாக்கும் ஊடகத்தின் படி, லேசரை திரவ லேசர், வாயு லேசர் மற்றும் திட லேசர் எனப் பிரிக்கலாம். இப்போது மிகவும் பொதுவான குறைக்கடத்தி லேசர் ஒரு வகையான திட-நிலை லேசர் ஆகும்.

இ. கலவை

பெரும்பாலான லேசர்கள் மூன்று பகுதிகளைக் கொண்டவை: தூண்டுதல் அமைப்பு, லேசர் பொருள் மற்றும் ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர். தூண்டுதல் அமைப்புகள் என்பது ஒளி, மின் அல்லது வேதியியல் ஆற்றலை உருவாக்கும் சாதனங்கள். தற்போது, ​​பயன்படுத்தப்படும் முக்கிய ஊக்க வழிமுறைகள் ஒளி, மின்சாரம் அல்லது வேதியியல் எதிர்வினை. லேசர் பொருட்கள் என்பது மாணிக்கங்கள், பெரிலியம் கண்ணாடி, நியான் வாயு, குறைக்கடத்திகள், கரிம சாயங்கள் போன்ற லேசர் ஒளியை உருவாக்கக்கூடிய பொருட்கள் ஆகும். ஆப்டிகல் அதிர்வு கட்டுப்பாட்டின் பங்கு வெளியீட்டு லேசரின் பிரகாசத்தை மேம்படுத்துதல், லேசரின் அலைநீளம் மற்றும் திசையை சரிசெய்து தேர்ந்தெடுப்பதாகும்.

D. விண்ணப்பம்

லேசர் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, முக்கியமாக ஃபைபர் தொடர்பு, லேசர் வரம்பு, லேசர் வெட்டுதல், லேசர் ஆயுதங்கள், லேசர் வட்டு மற்றும் பல.

இ. வரலாறு

1958 ஆம் ஆண்டில், அமெரிக்க விஞ்ஞானிகளான சியாவோலுவோ மற்றும் டவுன்ஸ் ஒரு மாயாஜால நிகழ்வைக் கண்டுபிடித்தனர்: அவர்கள் உள் ஒளி விளக்கால் வெளிப்படும் ஒளியை ஒரு அரிய பூமி படிகத்தில் வைக்கும்போது, ​​படிகத்தின் மூலக்கூறுகள் பிரகாசமான, எப்போதும் ஒன்றாக வலுவான ஒளியை வெளியிடும். இந்த நிகழ்வின் படி, அவர்கள் "லேசர் கொள்கையை" முன்மொழிந்தனர், அதாவது, பொருள் அதன் மூலக்கூறுகளின் இயற்கையான அலைவு அதிர்வெண்ணின் அதே ஆற்றலால் தூண்டப்படும்போது, ​​அது வேறுபடாத இந்த வலுவான ஒளியை - லேசரை - உருவாக்கும். இதற்கான முக்கியமான ஆவணங்களை அவர்கள் கண்டறிந்தனர்.

சியோலோ மற்றும் டவுன்ஸின் ஆராய்ச்சி முடிவுகள் வெளியிடப்பட்ட பிறகு, பல்வேறு நாடுகளைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானிகள் பல்வேறு சோதனைத் திட்டங்களை முன்மொழிந்தனர், ஆனால் அவை வெற்றிபெறவில்லை. மே 15, 1960 அன்று, கலிபோர்னியாவில் உள்ள ஹியூஸ் ஆய்வகத்தின் விஞ்ஞானி மேமன், 0.6943 மைக்ரான் அலைநீளம் கொண்ட லேசரைப் பெற்றதாக அறிவித்தார், இது மனிதர்களால் பெறப்பட்ட முதல் லேசர் ஆகும், இதன் மூலம் மேமன் நடைமுறைத் துறையில் லேசர்களை அறிமுகப்படுத்திய உலகின் முதல் விஞ்ஞானி ஆனார்.

ஜூலை 7, 1960 அன்று, உலகின் முதல் லேசரின் பிறப்பை மேமன் அறிவித்தார். மேமனின் திட்டம், ஒரு ரூபி படிகத்தில் குரோமியம் அணுக்களைத் தூண்டுவதற்கு உயர்-தீவிர ஃபிளாஷ் குழாயைப் பயன்படுத்துவதாகும். இதன் மூலம், ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் சுடப்படும்போது, ​​அது சூரியனின் மேற்பரப்பை விட அதிக வெப்பநிலையை அடையும்.

சோவியத் விஞ்ஞானி H.Γ பாசோவ் 1960 இல் குறைக்கடத்தி லேசரைக் கண்டுபிடித்தார். குறைக்கடத்தி லேசரின் அமைப்பு பொதுவாக P அடுக்கு, N அடுக்கு மற்றும் செயலில் உள்ள அடுக்கு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, அவை இரட்டை ஹீட்டோரோஜங்க்ஷனை உருவாக்குகின்றன. இதன் பண்புகள்: சிறிய அளவு, அதிக இணைப்பு திறன், வேகமான மறுமொழி வேகம், அலைநீளம் மற்றும் ஆப்டிகல் ஃபைபர் அளவுடன் பொருந்தக்கூடிய அளவு, நேரடியாக மாற்றியமைக்கப்படலாம், நல்ல ஒத்திசைவு.

ஆறு, லேசரின் சில முக்கிய பயன்பாட்டு திசைகள்

எஃப். லேசர் தொடர்பு

தகவல்களை அனுப்ப ஒளியைப் பயன்படுத்துவது இன்று மிகவும் பொதுவானது. உதாரணமாக, கப்பல்கள் தொடர்பு கொள்ள விளக்குகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, போக்குவரத்து விளக்குகள் சிவப்பு, மஞ்சள் மற்றும் பச்சை நிறங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஆனால் சாதாரண ஒளியைப் பயன்படுத்தி தகவல்களை அனுப்பும் இந்த வழிகள் அனைத்தும் குறுகிய தூரங்களுக்கு மட்டுமே வரையறுக்கப்படலாம். ஒளி மூலம் தொலைதூர இடங்களுக்கு நேரடியாக தகவல்களை அனுப்ப விரும்பினால், நீங்கள் சாதாரண ஒளியைப் பயன்படுத்த முடியாது, ஆனால் லேசர்களை மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும்.

சரி, லேசரை எப்படி வழங்குவது? மின்சாரத்தை செப்பு கம்பிகள் வழியாக எடுத்துச் செல்ல முடியும் என்பது நமக்குத் தெரியும், ஆனால் ஒளியை சாதாரண உலோக கம்பிகள் வழியாக எடுத்துச் செல்ல முடியாது. இதற்காக, விஞ்ஞானிகள் ஒளியை கடத்தக்கூடிய ஒரு இழையை உருவாக்கியுள்ளனர், இது ஃபைபர் என்று குறிப்பிடப்படும் ஆப்டிகல் ஃபைபர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஆப்டிகல் ஃபைபர் சிறப்பு கண்ணாடி பொருட்களால் ஆனது, விட்டம் மனித முடியை விட மெல்லியதாகவும், பொதுவாக 50 முதல் 150 மைக்ரான் வரையிலும், மிகவும் மென்மையாகவும் இருக்கும்.

உண்மையில், இழையின் உள் மையமானது வெளிப்படையான ஒளியியல் கண்ணாடியின் உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் வெளிப்புற பூச்சு குறைந்த ஒளிவிலகல் குறியீட்டு கண்ணாடி அல்லது பிளாஸ்டிக்கால் ஆனது. ஒருபுறம், அத்தகைய அமைப்பு, ஆயிரக்கணக்கான திருப்பங்கள் மற்றும் திருப்பங்கள் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாவிட்டாலும், நீர் குழாயில் முன்னோக்கிப் பாயும் தண்ணீரைப் போல, கம்பியில் முன்னோக்கி மின்சாரம் கடத்தப்படுவதைப் போல, உள் மையத்தில் ஒளிவிலகலை ஏற்படுத்தும். மறுபுறம், குறைந்த ஒளிவிலகல் குறியீட்டு பூச்சு, நீர் குழாய் கசிந்துவிடாதது போலவும், கம்பியின் காப்பு அடுக்கு மின்சாரத்தை கடத்தாதது போலவும், ஒளி வெளியேறுவதைத் தடுக்கலாம்.

ஒளி இழையின் தோற்றம் ஒளியைக் கடத்தும் வழியைத் தீர்க்கிறது, ஆனால் அதன் மூலம் எந்த ஒளியையும் வெகு தொலைவில் கடத்த முடியும் என்று அர்த்தமல்ல. அதிக பிரகாசம், தூய நிறம், நல்ல திசை லேசர் மட்டுமே தகவல்களை அனுப்ப மிகவும் சிறந்த ஒளி மூலமாகும், இது இழையின் ஒரு முனையிலிருந்து உள்ளீடு, மறுமுனையிலிருந்து கிட்டத்தட்ட இழப்பு மற்றும் வெளியீடு இல்லை. எனவே, ஒளியியல் தொடர்பு என்பது அடிப்படையில் லேசர் தொடர்பு ஆகும், இது பெரிய திறன், உயர் தரம், பரந்த அளவிலான பொருட்கள், வலுவான ரகசியத்தன்மை, நீடித்துழைப்பு போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் தகவல் தொடர்புத் துறையில் ஒரு புரட்சியாக விஞ்ஞானிகளால் பாராட்டப்படுகிறது, மேலும் இது தொழில்நுட்ப புரட்சியின் மிகவும் அற்புதமான சாதனைகளில் ஒன்றாகும்.