1. Prinsipyo sa henerasyon sa laser
Ang atomic nga istruktura sama sa gamay nga solar system, nga adunay atomic nucleus sa tunga. Ang mga electron kanunay nga nagtuyok sa palibot sa atomic nucleus, ug ang atomic nucleus usab kanunay nga nagtuyok.
Ang nucleus gilangkoban sa mga proton ug neutron. Ang mga proton positibo nga gikargahan ug ang mga neutron walay bayad. Ang gidaghanon sa mga positibo nga karga nga gidala sa tibuok nucleus katumbas sa gidaghanon sa mga negatibong karga nga gidala sa tibuok electron, mao nga kasagaran ang mga atomo neyutral sa gawas nga kalibutan.
Kon mahitungod sa masa sa usa ka atomo, ang nucleus nagkonsentrar sa kadaghanan sa masa sa atomo, ug ang masa nga giokupar sa tanang mga electron gamay ra kaayo. Sa atomic structure, ang nucleus nag-okupar lamang ug gamay nga luna. Ang mga electron nagtuyok sa palibot sa nucleus, ug ang mga electron adunay mas dako nga luna alang sa kalihokan.
Ang mga atomo adunay "internal energy", nga gilangkuban sa duha ka bahin: ang usa mao nga ang mga electron adunay katulin sa pag-orbit ug usa ka kinetic energy; ang lain mao nga adunay usa ka gilay-on tali sa negatibo nga mga electron ug sa positibo nga nagsugo sa nucleus, ug adunay usa ka piho nga kantidad sa potensyal nga kusog. Ang sumada sa kinetic energy ug potential energy sa tanang electron mao ang energy sa tibuok atom, nga gitawag ug internal energy sa atom.
Ang tanang electron nagtuyok palibot sa nucleus; usahay mas duol sa nucleus, ang kusog niini nga mga electron mas gamay; usahay mas layo sa nucleus, ang kusog niini nga mga electron mas dako; sumala sa kalagmitan sa panghitabo, ang mga tawo nagbahin sa electron layer ngadto sa lain-laing ""Enerhiya Level"; Sa usa ka piho nga "Enerhiya Level", mahimong adunay daghang mga electron nga kanunay nga nag-orbit, ug ang matag electron walay fixed orbit, apan kini nga mga electron adunay parehas nga lebel sa enerhiya; Ang "Mga Antas sa Enerhiya" nahimulag sa usag usa. Oo, sila gilain sumala sa lebel sa enerhiya. Ang konsepto sa "lebel sa enerhiya" dili lamang nagbahin sa mga electron ngadto sa lebel sumala sa enerhiya, apan nagbahin usab sa nag-orbit nga luna sa mga electron ngadto sa daghang lebel. Sa laktod nga pagkasulti, ang usa ka atomo mahimong adunay daghang lebel sa enerhiya, ug ang lainlaing lebel sa enerhiya katumbas sa lainlaing mga kusog; pipila ka mga electron nag-orbit sa usa ka "ubos nga lebel sa enerhiya" ug ang pipila ka mga electron nag-orbit sa usa ka "taas nga lebel sa enerhiya".
Karong panahona, ang mga libro sa pisika sa tungatunga sa eskuylahan tin-aw nga nagtimaan sa istruktura nga mga kinaiya sa pipila nga mga atomo, ang mga lagda sa pag-apod-apod sa elektron sa matag layer sa elektron, ug ang gidaghanon sa mga elektron sa lainlaing lebel sa enerhiya.
Sa usa ka atomic system, ang mga electron sa batakan naglihok sa mga lut-od, nga adunay pipila ka mga atomo sa taas nga lebel sa enerhiya ug ang uban sa ubos nga lebel sa enerhiya; tungod kay ang mga atomo kanunay nga naapektuhan sa gawas nga palibot (temperatura, elektrisidad, magnetism), ang mga high-energy level nga mga electron dili lig-on ug ang Kusog nga pagbalhin ngadto sa usa ka ubos nga lebel sa enerhiya, ang epekto niini mahimong masuhop, o kini makahimo og espesyal nga mga epekto sa paghinam-hinam ug hinungdan " spontaneous emission.” Busa, sa atomic system, kung ang high-energy level electron mobalhin ngadto sa ubos nga lebel sa enerhiya, adunay duha ka mga pagpakita: "spontaneous emission" ug "stimulated emission".
Kusog nga radiation, ang mga electron sa high-energy nga mga estado dili lig-on ug, apektado sa eksternal nga palibot (temperatura, elektrisidad, magnetism), kusog nga molalin ngadto sa ubos nga enerhiya nga mga estado, ug ang sobra nga enerhiya gipadan-ag sa porma sa mga photon. Ang kinaiya niini nga matang sa radiation mao nga ang transisyon sa matag electron gihimo nga independente ug random. Ang mga estado sa photon sa kusog nga pagbuga sa lainlaing mga electron lahi. Ang kusog nga pagbuga sa kahayag anaa sa usa ka "incoherent" nga kahimtang ug adunay nagkatag nga direksyon. Bisan pa, ang kusog nga radiation adunay mga kinaiya sa mga atomo mismo, ug ang spectra sa kusog nga radiation sa lainlaing mga atomo lahi. Sa paghisgot niini, kini nagpahinumdom sa mga tawo sa usa ka sukaranan nga kahibalo sa pisika, "Bisan unsang butang adunay katakus sa pagpadan-ag sa kainit, ug ang butang adunay katakus sa padayon nga pagsuyop ug pagbuga sa mga electromagnetic waves. Ang mga electromagnetic wave nga gipadan-ag sa kainit adunay usa ka piho nga pag-apod-apod sa spectrum. Kini nga spectrum Ang pag-apod-apod nalangkit sa mga kabtangan sa butang mismo ug sa temperatura niini. Busa, ang hinungdan sa paglungtad sa thermal radiation mao ang kusog nga pagpagawas sa mga atomo.
Sa stimulated emission, ang high-energy level nga mga electron mobalhin ngadto sa ubos nga energy level ubos sa "stimulation" o "induction" sa "photon nga angay sa mga kondisyon" ug modan-ag sa photon sa parehas nga frequency sa insidente nga photon. Ang pinakadako nga bahin sa stimulated radiation mao nga ang mga photon nga namugna pinaagi sa stimulated radiation adunay parehas nga kahimtang sa insidente nga mga photon nga nagpatunghag stimulated radiation. Anaa sila sa usa ka "naghiusa" nga kahimtang. Sila adunay parehas nga frequency ug parehas nga direksyon, ug imposible nga mailhan ang duha. mga kalainan taliwala kanila. Niining paagiha, ang usa ka photon mahimong duha ka managsama nga photon pinaagi sa usa ka stimulated emission. Kini nagpasabot nga ang kahayag gipakusog, o "gipadako".
Karon atong analisahon pag-usab, unsa nga mga kondisyon ang gikinahanglan aron makakuha og mas daghan ug mas kanunay nga stimulated radiation?
Ubos sa normal nga mga kahimtang, ang gidaghanon sa mga electron sa taas nga lebel sa enerhiya kanunay nga mas ubos kaysa sa gidaghanon sa mga electron sa ubos nga lebel sa enerhiya. Kung gusto nimo ang mga atomo nga makahimo og stimulated radiation, gusto nimo nga madugangan ang gidaghanon sa mga electron sa taas nga lebel sa enerhiya, mao nga kinahanglan nimo ang usa ka "gigikanan sa bomba", kansang katuyoan mao ang pagpukaw sa labi ka daghan nga mga electron nga ubos ang lebel sa enerhiya nga molukso sa lebel sa taas nga enerhiya. , mao nga ang gidaghanon sa mga high-energy level nga mga electron mahimong labaw pa sa gidaghanon sa ubos nga enerhiya nga lebel nga mga electron, ug usa ka "particle number reversal" mahitabo. Daghan kaayong high-energy level electron ang makapabilin lamang sa mubo nga panahon. Ang panahon molukso ngadto sa mas ubos nga lebel sa enerhiya, mao nga ang posibilidad sa stimulated emission sa radiation modako.
Siyempre, ang "pump source" gitakda alang sa lainlaing mga atomo. Naghimo kini sa mga electron nga "mag-resonate" ug nagtugot sa mas ubos nga lebel sa enerhiya nga mga electron nga molukso ngadto sa taas nga lebel sa enerhiya. Ang mga magbabasa batakan nga makasabut, unsa ang laser? Giunsa paghimo ang laser? Ang laser mao ang "light radiation" nga "excited" sa mga atomo sa usa ka butang ubos sa aksyon sa usa ka piho nga "pump source". Kini mao ang laser.
Panahon sa pag-post: Mayo-27-2024
