Lazerin oluşumu

genel sahne
terimler veritabanı
Lazervarin ortaya çıkışı, insanların fotonları kontrol altına aldıkları ilk kez oldu. Lazeller, ışığı kabuslu radyasyon yoluyla büyüten özel ışık kaynaklarıdır ve oluşum süreçleri, nicem mekaniği, optik rezonans ve enerji uyandırma gibi birden fazla fiziksel mekanizma içerir. Aşağıdakiler, lazerlerin oluşmasına katkıda bulunan ana faktörlerdir:
I. Kabuslu Yayılmay ve Parçacık Sayısı Tersine Çevirme
Lazerlerin üretimiyse atomik enerji seviyeleri arasındaki kuantum geçişleriyle başlamıştır. Bir elektron enerji emip daha yüksek bir enerji durumuna geçtiğinde, sistem bir istikrarsız duruma girer. Bu sırada elektron iki şekilde enerji serbest bırakır:
Otomatik (spontan) emisyon: Elektronlar rastgele daha düşük bir enerji durumuna geri döner ve farklı yönlerde ve fazlarda fotonlar yayar.
İzole edilmiş emisyon: Dışarıdan gelen bir fotonun enerjisi enerji düzeyi farkıyla eşleşirse, bu durum heyecanlı bir durumdaki elektronların tam olarak aynı fotonu eş zamanlı olarak serbest bırakmalarına neden olur ve bu da optik yerleştirme temelini oluşturur.
Işıksal yenileme: Yüksek enerji seviyelerindeki parçacıklar, gelen fotonlar tarafından tetiklenen uyumlu ışıma geçirirler ve aynı faz ve frekansa sahip fotonlar üretirler. Bu fotonlar rezonans mağarasında tekrar tekrar salınırlar, zincir reaksiyonu tetiklerler ve yüksek yoğunlukta koheran ışık oluştururlar.
Parçacık sayısı tersine çevirme: Pompa sistemi termal denge durumunu bozar ve işleyen maddeyi metastaş enerji seviyeleri oluşturmak için etkinleştirir.
Iİ. Işıksal Rezonans Mağarası
Rezonans mağarası geribelleği: İki ayna tarafından oluşan bir ışıksal rezonans mağarası, belirli bir yönde olan fotonların birden fazla kez ileri geri gitmesine izin verir. Kazanc kayba eşit olduğunda, pozitif bir geribellek döngüsü oluşur ve nihayetinde koheran bir ışın çıkışı elde edilir.
Mod seçimi: Uzunluksal ve transversal modların dağılımı tek frekanslı ve tek modlu çıktı elde etmek için kısa mağara tasarımı veya kırıcı geribelleği kullanılarak kontrol edilir.
Enerji konsantresi: Çalışan maddenin etkili uzunluğunu kısaltarak lazer çıktı verimliliğini artırır.
Üçüncü Bose İstatistiği
Aynı olan fotonlar: İvme ışınımı tarafından üretilen fotonlar tam olarak aynı frekansa, faz durumuna ve polarizasyona sahiptir.
Dalga fonksiyonu süperpozisyonu: Büyük bir sayıda aynı olan fotonlar makroskopik kuantum durumlarını oluşturur, bu da ışığa mükemmel bir uyum kazandırır.
Lazerin özellikleri:
Yönellilik: Bir ortak ışık kaynakının ayrılma açısı nispeten büyükken, lazer ışık kaynaklarınınki nispeten küçük ve yönü sabittir.
Tek renklilik: Bir lazerin spektral çizgi genişliği, sıradan bir ışık kaynağındakinden daha dar olduğundan, daha iyi tek renklilik gösterir.
Yüksek parlaklık: Lazer son derece paralel ışınlar emittirir ve daha yüksek bir konsantrasyon ile emittirilebilir.
Lazervlerin oluşumu, kuantum mekaniği ve optik mühendisliğinin mükemmel bir kombinasyonudur. Çekirdeği, ışığın denetlenebilir bir şekilde büyütmek için parçacık sayısının tersine çevrilmesi ve stimerlenmiş radyasyonun kullanılmasıdır. Lazerlerin geliştirmesi, yapım, sağlık ve bilgi teknolojisi gibi endüstrilerde yeniliklere katkıda bulunmaktadır.