Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Laser

Siri laser kutumika kwa ajili ya kulehemu.
Nyekundu (660 & 635 nm), kijani (532 & 520 nm) na rangi ya bluu-violet (445 & 405 nm) lasers

Laser ni kifaa ambacho kinatoa mwanga kupitia mchakato wa amplification ya macho kulingana na chafu kilichochochea cha mionzi ya umeme . Neno "laser" linalotokana na kifupi cha " kupanua mwanga kwa uzalishaji wa mionzi ". [1] [2] Laser ya kwanza ilijengwa mwaka 1960 na Theodore H. Maiman katika Hughes Research Laboratory , kulingana na kazi ya kinadharia na Charles Hard Townes na Arthur Leonard Schawlow .

Laser tofauti na vyanzo vingine ya mwanga kwa kuwa hutoa mwanga coherently , kwenye anga na temporally. Mshikamano wa anga huwezesha laser kuzingatia doa tight, kuwezesha maombi kama laser kukata na lithography . Mshikamano wa anga pia inaruhusu boriti ya laser kukaa nyembamba juu ya umbali mkubwa ( collimation ), kuwezesha programu kama vile maelezo ya laser . Lasers pia inaweza kuwa na mshikamano wa juu wa muda , ambayo huwawezesha kutoa mwanga na wigo mdogo sana, yaani, wanaweza kutoa rangi moja ya mwanga. Mshikamano wa kisheria unaweza kutumika kuzalisha vurugu za mwanga kama mfupi kama femtosecond .

Miongoni mwa matumizi yao mengi, lasers hutumiwa kwenye anatoa disk za macho , printers za laser , na sahani za barcode ; DNA ya uendeshaji vyombo , fiber-optic na bure-nafasi optical mawasiliano ; upasuaji laser na matibabu ya ngozi; vifaa vya kukata na kulehemu ; jeshi na utekelezaji wa sheria za vifaa vya kuashiria malengo na kupima kasi na kasi; na laser taa maonyesho katika burudani.

Yaliyomo

Muhimu

Taa za kisasa za kisasa hutumia teknolojia za laser ili kulipa fidia kwa athari mbaya ya anga duniani . [3]

Lasers hujulikana kutoka vyanzo vingine vya mwanga kwa ushirikiano wao. Mshikamano wa anga ni kawaida umeonyeshwa kwa njia ya pato kuwa boriti nyembamba, ambayo ni tofauti-tofauti . Mihimili ya laser inaweza kuzingatia maeneo madogo sana, kufikia irradiance ya juu sana, au wanaweza kuwa na tofauti ya chini sana ili kuzingatia nguvu zao kwa mbali sana.

Mshikamano wa muda mrefu (au longitudinal) unamaanisha wimbi la polarized kwenye mzunguko mmoja ambao awamu yake inafanana kwa umbali wa kiasi kikubwa ( urefu wa mshikamano ) kando ya boriti. [4] Mto uliotengenezwa na chanzo cha mwanga au joto lisilo na mwanga huwa na amplitude na awamu ya papo hapo ambayo inatofautiana nasibu kwa heshima na muda na hivyo kuwa na muda mfupi wa kuunganisha.

Lasers ni sifa kulingana na wavelength yao katika utupu. Wengi "wavelength moja" lasers kweli huzalisha mionzi katika modes kadhaa kuwa na frequency tofauti kidogo (wavelengths), mara nyingi si katika polarization moja. Ingawa mshikamano wa muda una maana ya monochromaticity, kuna lasers ambayo hutoa wigo mpana wa mwanga au kutoa tofauti yavelengths ya mwanga wakati huo huo. Kuna baadhi ya lasers ambayo sio moja ya hali ya nafasi na hivyo kuwa na mihimili nyembamba ambayo inatofautiana zaidi kuliko inavyotakiwa na kikomo cha diffraction . Hata hivyo, vifaa vyote vile vinatambulishwa kama "lasers" kulingana na njia yao ya kuzalisha mwanga, yaani, chafu cha kuchochea. Lasers huajiriwa katika programu ambapo mwanga wa ushirikiano wa kawaida wa muda au wa kawaida hauwezi kuzalishwa kwa kutumia teknolojia rahisi.

Terminology

Vipimo vya laser katika ukungu, vinajitokeza kwenye windshield ya gari

Laser ya neno ilianza kama kifupi kwa "kupanua mwanga na uzalishaji wa mionzi". Katika matumizi ya kisasa, neno "nuru" linajumuisha mionzi ya umeme ya mzunguko wowote, sio tu mwanga unaoonekana , kwa hiyo maneno ya laser infrared , laser ultraviolet , laser X-ray , gamma ray laser , na kadhalika. Kwa sababu microwave mtangulizi wa laser, maser , ilianzishwa kwanza, vifaa vya aina hii inayofanya kazi katika microwave na frequency za redio hujulikana kama "mabwana" badala ya "lasers microwave" au "lasers ya redio". Katika maandishi ya awali ya kiufundi, hasa kwenye Maabara ya Maabara ya Bell , laser iliitwa maser ya macho ; neno hili sasa ni kizamani. [5]

Laser inayozalisha mwanga yenyewe ni kitaalam oscillator macho badala ya amplifier ya macho kama ilivyopendekezwa na kifupi. Imeelezwa kwa ucheshi kwamba papo hapo LOSER, kwa "mwanga wa kutosha kwa kusambaza kwa mionzi", ingekuwa sahihi zaidi. [6] Pamoja na matumizi ya kawaida ya jina la asili kama jina la kawaida, amplifiers za macho zimeitwa "amplifiers laser", licha ya kuonekana kwa uharibifu katika sifa hiyo.

Nyuma-sumu kitendo kwa Lase mara nyingi hutumika katika uwanja, maana yake "kuzalisha laser mwanga," [7] hasa katika kumbukumbu ya faida kati ya laser, wakati laser inafanya kazi inasemekana kuwa "lasing." Matumizi zaidi ya maneno laser na maser kwa maana ya kupanuliwa, bila kutaja teknolojia au vifaa vya laser, yanaweza kuonekana katika matumizi kama vile laser astrophysical na laser ya atomi .

Undaji

Vipengele vya laser ya kawaida:
  1. Pata kati
  2. Laser kusukuma nishati
  3. Muhtasari wa juu
  4. Mpangilio wa Pato
  5. Shaba la laser
Uhuishaji unaelezea chafu iliyochochea na kanuni ya laser

Laser ina wastani wa faida , utaratibu wa kuimarisha, na kitu cha kutoa maoni ya macho. [8] Ufikiaji wa faida ni nyenzo na mali zinazoruhusu kuimarisha mwanga kupitia njia ya kuchochea. Mwanga wa wavelength maalum ambayo hupita kwa njia ya kupata faida hupanuliwa (ongezeko la nguvu).

Ili kupata faida ili kuongeza mwanga, inahitaji kutolewa kwa nishati katika mchakato unaoitwa kupiga . Nishati hutolewa kwa kawaida kama umeme wa umeme au kama nuru katika wimbi tofauti. Nuru ya pampu inaweza kutolewa na taa ya taa au kwa laser nyingine.

Aina ya laser ya kawaida hutumia maoni kutoka kwa cavity ya macho -a jozi ya vioo mwishoni mwa faida ya kati. Mwanga hupungua na kurudi kati ya vioo, hupitia kati ya faida na kuimarishwa kila wakati. Kawaida moja ya vioo viwili, coupler pato , ni sehemu ya uwazi. Baadhi ya mwanga hupuka kupitia kioo hiki. Kulingana na muundo wa cavity (kama vioo ni gorofa au kamba ), mwanga kutoka kwa laser inaweza kuenea au kuunda boriti nyembamba. Kwa kulinganisha na oscillators ya elektroniki , kifaa hiki wakati mwingine huitwa oscillator ya laser .

Vipande vyenye vitendo vyenye vipengele vya ziada vinavyoathiri mali ya mwanga uliowekwa, kama vile polarization, wavelength, na sura ya boriti.

Fizikia laser

Electron na jinsi wanavyoingiliana na mashamba ya umeme ni muhimu katika ufahamu wetu wa kemia na fizikia .

Stimulated uzalishaji

Katika mtazamo wa classical , nishati ya umbali wa elektronasi kiini cha atomiki ni kubwa kwa pembe zaidi kutoka kiini cha atomu . Hata hivyo, madhara ya quantum mitambo nguvu ya elektroni kuchukua nafasi ya wazi katika orbitals . Hivyo, elektroni hupatikana katika ngazi maalum ya nishati ya atomi, mbili kati yake zinaonyeshwa hapa chini:

Stimulated Emission.svg

Wakati elektroni inachukua nishati ama kutoka kwenye mwanga ( photons ) au joto ( phonons ), inapata tukio hilo la nishati. Lakini mabadiliko yanaruhusiwa tu kati ya viwango vya nishati tofauti kama vile mbili zilizoonyeshwa hapo juu. Hii inaongoza kwenye mistari ya uchafu na mistari ya ngozi .

Wakati elektroni inafurahi kutoka chini hadi ngazi ya juu ya nishati, haiwezi kukaa kwa njia hiyo milele. Electron katika hali ya msisimko inaweza kuoza hali ya chini ya nishati ambayo haifanyiki, kwa mujibu wa mara kwa mara fulani inayoashiria kwamba mabadiliko. Wakati elektroni kama hiyo inapoharibika bila ushawishi wa nje, inatoa photon, ambayo inaitwa " uhuru wa kutosha ". Awamu inayohusishwa na photon ambayo imetolewa ni ya random. Nyenzo na chembe nyingi kama hali msisimko inaweza hivyo kusababisha mionzi ambayo ni spectrally sana mdogo (katikati karibu moja wavelength ya mwanga), lakini fotoni mtu binafsi ingekuwa hakuna kawaida awamu uhusiano na ingekuwa itakayotolewa katika pande mpangilio. Hii ni utaratibu wa fluorescence na uchafu wa mafuta .

Shamba ya umeme ya nje kwa mzunguko unaohusishwa na mpito inaweza kuathiri hali ya quantum ya atomi. Kama elektroni katika atomi hufanya mpito kati ya nchi mbili zilizosimama (wala ambazo hazionyesha shamba la dipole), linaingiza hali ya mpito yenye uwanja wa dipole, na ambayo hufanya kama dipole ndogo ya umeme, na dipole hii inafuta kwenye frequency tabia. Kwa kukabiliana na uwanja wa nje wa umeme kwenye mzunguko huu, uwezekano wa atomu kuingia hali hii ya mpito imeongezeka sana. Kwa hivyo, kiwango cha mabadiliko kati ya nchi mbili zilizosimama huimarishwa zaidi ya hayo kwa sababu ya utoaji wa kutosha. Mpito huo kwa hali ya juu inaitwa ngozi , na huharibu photon ya tukio (nishati ya photon inakwenda kuimarisha nishati ya juu ya hali ya juu). Mpito kutoka juu hadi hali ya chini ya nishati, hata hivyo, hutoa photon ya ziada; hii ni mchakato wa uzalishaji wa kuchochea .

Kupata kati na cavity

Maonyesho ya laser ya neli-neon katika Maabara ya Kastler-Brossel katika Univ. Paris 6 . Mwangaza wa rangi ya machungwa unaoendesha katikati ya bomba ni kutoka kwa kutokwa kwa umeme ambayo hutoa mwanga usio na kawaida, kama vile kwenye tube ya neon. Plasma hii inang'aa inashangilia na kisha hufanya kama katikati ya faida kwa njia ambayo boriti ya ndani hupita, kama inavyoonekana kati ya vioo viwili. Pato la laser kupitia kioo cha mbele inaweza kuonekana kuzalisha vidogo (kuhusu 1 mm kipenyo) doa kali kwenye skrini, kwa kulia. Ingawa ni rangi nyekundu na nyekundu, matangazo ya mwanga wa laser ni makali sana kwamba kamera zinajitokeza sana na hupotosha rangi yao.
Mtazamo wa laser ya neli heliamu inayoonyesha usafi wake wa juu sana (uliopunguzwa na vifaa vya kupimia). Nambari ya umbali wa nambari 0.002 ya kati ya lasing ni zaidi ya mara 10,000 zaidi kuliko upana wa spectral wa diode ya mwanga ya kutosha (ambayo wigo wake umeonyeshwa hapa kwa kulinganisha), na bandwidth ya mode moja ya longitudinal bado ni nyembamba.

Kati ya faida huwekwa katika hali ya msisimko na chanzo cha nishati nje. Katika lasers nyingi katikati hii ina idadi ya atomi ambayo yamekuwa na msisimko katika hali hiyo kwa njia ya chanzo cha nje cha mwanga, au uwanja wa umeme ambao hutoa nishati kwa atomi kupata na kubadilishwa katika nchi zao za msisimko.

Ya faida ya laser kawaida ni nyenzo ya usafi kudhibitiwa, ukubwa, mkusanyiko, na sura, ambayo inaimarisha boriti kwa mchakato wa uzalishaji wa kuchochea ilivyoelezwa hapo juu. Nyenzo hii inaweza kuwa ya hali yoyote: gesi, kioevu, imara, au plasma . Kati ya faida inachukua nishati ya pampu, ambayo inamfufua baadhi ya elektroni katika nishati ya juu (" msisimko ") majimbo ya quantum . Vipande vinaweza kuingiliana na nuru kwa kunyonya au kutoa picha. Sifa inaweza kuwa kwa hiari au ya kuchochea. Katika kesi ya pili, photon inatolewa katika mwelekeo huo kama mwanga ambao unapita. Wakati idadi ya chembe katika hali moja ya msisimko inzidi idadi ya chembe katika hali fulani ya chini ya nishati, inversion ya idadi ya watu inafanikiwa na kiasi cha chafu kilichochochewa kutokana na nuru ambayo hupita ni kubwa kuliko kiwango cha kunyonya. Kwa hiyo, mwanga huongezeka. Kwa yenyewe, hii inafanya amplifier ya macho . Wakati amplifier ya macho imewekwa ndani ya cavity ya macho ya resonant, mtu anapata oscillator ya laser. [9]

Katika hali chache inawezekana kupata kupoteza kwa njia moja tu ya mionzi ya EM kupitia katikati ya faida, na hii inatoa boriti ya laser bila haja yoyote ya cavity ya resonant au kutafakari (angalia kwa mfano laser ya nitrojeni ). [10] Kwa hiyo, kutafakari katika cavity resonant kawaida inahitajika kwa laser, lakini si lazima kabisa.

The resonator macho wakati mwingine inajulikana kama "cavity macho", lakini hii ni misnomer: lasers kutumia resonators wazi kinyume na cavity halisi ambayo ingekuwa kutumika katika frequency microwave katika maser . The resonator kawaida ina vioo mbili kati ya ambayo boriti thabiti ya kusafiri mwanga katika pande zote mbili, kuonyesha nyuma juu yake mwenyewe ili Photon wastani atapita kati ya faida mara kwa mara kabla ya kutolewa kutoka pato au kufungwa au kupoteza diffraction au absorption. Ikiwa faida (amplification) katikati ni kubwa zaidi kuliko hasara ya resonator, basi nguvu ya mwanga wa kurudi inaweza kuongezeka kwa kiasi kikubwa . Lakini tukio lenye kuchochea chafu hurudia atomi kutoka hali yake ya msisimko kwa hali ya ardhi, kupunguza faida ya kati. Kwa kuongeza nguvu ya boriti faida ya pato (kupunguza kupoteza) hupunguza umoja na wastani wa faida unasemekana. Katika laser inayoendelea wimbi (CW), uwiano wa nguvu ya pampu dhidi ya kupatikana kwa faida na hasara ya cavity hutoa thamani ya usawa wa nguvu ya laser ndani ya cavity; hii usawa huamua hatua ya uendeshaji ya laser. Ikiwa nguvu ya pampu iliyotumiwa ni ndogo sana, faida haitatosha kamwe kushinda hasara ya resonator, na mwanga wa laser hautatolewa. Nguvu ya pampu ya chini inahitajika kuanza hatua ya laser inaitwa kizingiti cha kupoteza . Ufikiaji wa faida utaimarisha photoni yoyote zinazopitia, bila kujali mwelekeo; lakini photoni pekee katika hali ya anga inayoungwa mkono na resonator itapitia zaidi ya mara moja kwa njia ya kati na kupokea amplification kubwa.

Nuru imetolewa

Nuru inayozalishwa na chafu iliyochochewa ni sawa na ishara ya pembejeo kwa suala la wavelength, phase , na polarization. Hii inatoa laser mwanga wake mshikamano tabia, na inaruhusu kudumisha polarization sare na mara nyingi monochromaticity imara na kubuni macho cavity.

Miti katika cavity na boriti ya pato la laser, wakati wa kusafiri katika nafasi ya bure (au katikati ya kawaida) badala ya viungo vya mawimbi (kama katika laser ya macho ya macho ), inaweza kufikiriwa kama boriti ya Gaussia katika lasers nyingi; mihimili hiyo inaonyesha tofauti ya chini kwa kipenyo kilichopewa. Hata hivyo baadhi ya lasers nguvu za juu inaweza kuwa multimode, na modes transverse mara nyingi takriban kutumia Hermite - Gaussian au Laguerre- Gaussian kazi. Imeonyeshwa kuwa resonators laser zisizojumuishwa (ambazo hazitumiwi katika lasers nyingi) zinazalisha mihimili yenye mviringo. [11] Karibu na boriti "kiuno" (au kanda ) ni collimated sana: vifungo vya uso ni mpango, kawaida kwa uongozi wa propagation, na hakuna divergence boriti wakati huo. Hata hivyo, kutokana na diffraction , ambayo inaweza tu kubaki kweli ndani ya Rayleigh mbalimbali . Laini ya mode moja ya transverse (laser gaussian) hatimaye hupuka kwa pembe ambayo inatofautiana na kipenyo cha boriti, kama inavyotakiwa na nadharia ya diffraction . Hivyo, "boriti ya penseli" moja kwa moja inayozalishwa na laser ya helium-neon ya kawaida ingeenea hadi ukubwa wa kilomita 500 wakati ulipokuwa umeangaza juu ya Mwezi (kutoka umbali wa dunia). Kwa upande mwingine, mwanga kutoka kwa laser ya semiconductor kawaida hutoka kioo kidogo na tofauti kubwa: hadi 50 °. Hata hivyo hata boriti hiyo inayoweza kugeuka inaweza kubadilishwa kuwa boriti sawa na collimated kwa njia ya mfumo wa lens , kama ilivyokuwa ni pamoja na, kwa mfano, katika pointer ya laser ambayo mwanga unatoka kwenye diode ya laser . Hiyo inawezekana kutokana na kuwa mwanga wa mode moja ya nafasi. Mali hii ya kipekee ya mwanga wa laser, ushirikiano wa anga , haiwezi kuingizwa kwa kutumia vyanzo vyenye mwanga (isipokuwa kwa kuacha mwanga mwingi) kama inaweza kuhesabiwa kwa kulinganisha boriti kutoka kwa tochi (tochi) au uangalizi kwa ile ya karibu laser yoyote.

Wingi dhidi ya mchakato wa uchafu wa kawaida

Mfumo wa kuzalisha mionzi katika laser inategemea chafu iliyochochea , ambapo nishati hutolewa kutoka mpito katika atomi au molekuli. Huu ni suala la quantum lililogunduliwa na Einstein ambaye alipata uhusiano kati ya mgawo wa uelezeo wa uchafu wa kutosha na B coefficient ambayo inatumika kwa ngozi na kuchochea chafu. Hata hivyo, katika kesi ya laser ya elektroni ya bure , viwango vya nishati ya atomi havihusishwi; inaonekana kwamba operesheni ya kifaa hiki cha kigeni inaweza kuelezwa bila kutaja mechanics ya quantum .

Njia za kuendelea na kufukuzwa

Vipimo vya Lidar ya uchapaji wa mwezi wa nyongeza uliofanywa na utume wa Clementine .
Laserlink hatua kwa uhakika macho wireless mtandao
Mercury Laser Altimeter (MLA) ya ndege ya MESSENGER

Laser inaweza kuhesabiwa kuwa inafanya kazi kwa njia yoyote inayoendelea au ya kuteketezwa, kulingana na kwamba pato la nguvu linaendelea kuendelea kwa muda au kama pato lake inachukua fomu ya mwanga kwenye kiwango cha wakati mmoja au mwingine. Bila shaka hata laser ambayo matokeo yake yanaendelea kuendelea yanaweza kupunguzwa kwa makusudi kwa kiwango fulani ili kuunda vurugu vya nuru. Wakati kiwango cha upepo wa moduli ni kwa wakati uwiano kidogo zaidi kuliko maisha ya cavity na kipindi ambacho nishati inaweza kuhifadhiwa katika mfumo wa lasing au kusukumia, basi bado umewekwa kama "laser" au "pulsed" laser wimbi la kuendelea. Diode nyingi za laser zinazotumiwa katika mifumo ya mawasiliano zinaanguka katika jamii hiyo.

Operesheni ya kuendelea ya wimbi

Baadhi ya matumizi ya lasers hutegemea boriti ambayo nguvu za pato zinaendelea mara kwa mara. Laser hiyo inajulikana kama wimbi la kuendelea ( CW ). Aina nyingi za lasers zinaweza kufanywa kufanya kazi katika hali ya wimbi inayoendelea ili kukidhi programu hiyo. Wengi wa lasers hizi kweli zilikuwa katika njia nyingi za muda mrefu wakati huo huo, na hupiga kati ya tofauti za macho tofauti za wale oscillations kwa kweli huzalisha tofauti za amplitude kwa muda wa muda mfupi kuliko muda wa safari ya pande zote (uwiano wa nafasi ya mzunguko kati ya modes), kawaida nanoseconds chache au chini. Mara nyingi lasers hizi bado huitwa "wimbi la kuendelea" kama uwezo wao wa pato ni thabiti wakati uliopungua zaidi ya vipindi vingi vya muda mrefu, na tofauti za nguvu za mzunguko wa juu ambazo haziathiri kidogo au matumizi yoyote yaliyotarajiwa. (Hata hivyo neno hilo halijatumiwi kwa lasers zilizofungwa mode , ambako nia ni kujenga vifungo vifupi sana kwa kiwango cha safari ya safari ya kurudi).

Kwa operesheni ya kuendelea ya wimbi, inahitajika kwa inversion ya idadi ya watu ya kati ya faida ili kuendelea kuzaliwa tena na chanzo cha pampu thabiti. Katika baadhi ya vyombo vya habari vya lasing haya haiwezekani. Katika lasers nyingine itahitaji kuimarisha laser kwa kiwango cha juu sana cha nguvu kinachoendelea ambacho hakitakuwa na uwezo au kuharibu laser kwa kuzalisha joto kali. Lasers hizo haziwezi kukimbia katika hali ya CW.

Uendeshaji wa pulsed

Utekelezaji wa lasers hutajwa kwa laser yoyote ambayo haijawekwa kama wimbi la kuendelea, ili nguvu ya macho inaonekana katika mzunguko wa muda fulani kwa kiwango cha kurudia. Hii inajumuisha teknolojia mbalimbali zinazoelezea motisha mbalimbali. Baadhi ya lasers hupigwa kwa sababu hawezi kuendeshwa katika hali inayoendelea .

Katika hali nyingine, maombi inahitaji uzalishaji wa vurugu kuwa na nishati kubwa iwezekanavyo. Kwa kuwa nishati ya pigo ni sawa na nguvu ya wastani iliyogawanyika na kiwango cha kurudia, lengo hili wakati mwingine linaweza kuridhika kwa kupunguza kiwango cha vurugu ili nishati zaidi inaweza kujengwa kati ya vurugu. Kwa upunguzaji wa laser , kwa mfano, kiasi kidogo cha nyenzo kwenye uso wa kipande cha kazi kinaweza kuingizwa ikiwa kinapokanzwa kwa muda mfupi sana, wakati kusambaza nishati hatua kwa hatua ingeweza kuruhusu joto liingizwe ndani ya wingi wa kipande, kamwe kupata joto la kutosha kwa uhakika fulani.

Programu nyingine hutegemea nguvu ya pigo (badala ya nishati katika pigo), hasa ili kupata madhara yasiyo ya nishati ya macho . Kwa nishati iliyotolewa ya nishati, hii inahitaji kujenga vidonda vya muda mfupi iwezekanavyo kutumia mbinu kama vile Q-byte .

Bandwidth ya macho ya pigo haiwezi kuwa nyepesi kuliko upana wa upana wa pigo. Katika kesi ya mapigo machache sana, hiyo ina maana ya kupoteza mwendo mkubwa wa bandwidth, kinyume kabisa na bandwidths nyembamba sana mfano wa lasers CW. Kiwango cha kupoteza katika baadhi ya lasers ya rangi na vibers kali-state lasers hutoa faida ya macho juu ya bandwidth pana, na kufanya laser iwezekanavyo ambayo inaweza hivyo kuzalisha mapigo ya mwanga mfupi kama femtoseconds chache (10 -15 s).

F-kubadili

Katika laser Q-switched, inversion idadi ya watu inaruhusiwa kujenga kwa kuanzisha hasara ndani ya resonator ambayo zaidi ya faida ya kati; hii pia inaweza kuelezewa kama kupungua kwa sababu ya ubora au 'Q' ya cavity. Kisha, baada ya pumzi ya nishati kuhifadhiwa katika kiwango cha laser imekaribia ngazi ya juu iwezekanavyo, utaratibu uliopotea wa kupoteza (mara nyingi hutolewa kwa kipengele cha electro- au acousto-macho) huondolewa kwa haraka (au hiyo hutokea kwawe yenyewe katika kifaa cha passi), kuruhusu kupoteza kuanza ambayo kwa haraka hupata nishati iliyohifadhiwa katika katikati ya faida. Hii inakuja kwa vidonda vifupi vinavyojumuisha nishati hiyo, na hivyo nguvu ya juu ya kilele.

Kufunga mode

Laser-imefungwa laser ina uwezo wa kusambaza pulses mfupi sana kwa utaratibu wa makumi ya picoseconds chini ya femtoseconds chini ya 10. Pulsa hizi zitarudia wakati wa safari ya pande zote, yaani, wakati inachukua mwanga ili kukamilisha safari moja ya pande zote kati ya vioo vinavyojumuisha resonator. Kutokana na kikomo cha Fourier (pia kinachojulikana kama kutokuwa na uhakika wa wakati wa nishati), pigo la urefu mfupi wa muda mfupi una wigo wa wigo umeenea juu ya bandwidth kubwa. Kwa hivyo faida hiyo ya kati inapaswa kuwa na bandwidth ya kutosha kupanua masafa hayo. Mfano wa vifaa kufaa ni titanium -doped, artificially mzima yakuti ( Ti: yakuti ) ambayo ina upana sana faida Bandwidth na inaweza hivyo kuzalisha kunde ya tu femtoseconds chache muda.

Lasers vile-imefungwa mode ni chombo cha mchanganyiko zaidi kwa ajili ya kuchunguza michakato inayotokea kwenye mizani ya muda mfupi mno (inayojulikana kama fizikia ya femtosecond, kemia ya femtosecond na sayansi ya ultrafast ), ili kuongeza athari za unlinearity katika vifaa vya macho (kwa mfano katika kizazi cha pili cha harmonic , parametric chini-kubadilika , optical parametric oscillators na kadhalika). Kutokana na nguvu kubwa ya kilele na uwezo wa kuzalisha treni za utulivu wa awamu ya ultraser laser, mode-locking ultraers lasers kuimarisha metrology sahihi na maombi ya spectroscopy. [12]

Pulsed kusukumia

Njia nyingine ya kufanikisha operesheni ya laser ni kupompa vifaa vya laser na chanzo ambacho ni yenyewe cha kuteketezwa, ama kwa malipo ya elektroniki katika kesi ya taa za taa, au laser nyingine ambayo tayari imechukuliwa. Kumwagiza kwa pulsed kwa kihistoria kutumiwa na lasers ya rangi ambayo maisha ya idadi ya watu ya molekuli ya rangi yalikuwa mafupi sana kwamba nguvu ya juu, pampu ya haraka ilihitajika. Njia ya kuondokana na shida hii ilikuwa kulipia capacitors kubwa ambazo zinachukuliwa kutekelezwa kwa njia ya flashlamps, huzalisha flash kali. Kusukumia kwa pulsi pia kunahitajika kwa lasers ya ngazi tatu ambazo kiwango cha chini cha nishati kinakuwa na watu wengi kuzuia kupoteza zaidi mpaka wale atomi kupumzika hali ya chini. Lasers hizi, kama vile laser ya excimer na laser ya shaba ya mvuke, haiwezi kamwe kuendeshwa katika hali ya CW.

Historia

Msingi

Mnamo mwaka 1917, Albert Einstein alianzisha misingi ya kinadharia kwa laser na maser katika karatasi Zur Quantentheorie der Strahlung (Kwa Nadharia ya Wingi ya Mionzi) kupitia re-derivation ya sheria ya Max Planck ya mionzi, kwa kuzingatia uwezekano wa coefficients ( Coefficients ya Einstein ) kwa ajili ya ngozi, kutofautiana, na kutolewa kwa mionzi ya umeme. [13] Mnamo mwaka 1928, Rudolf W. Ladenburg alithibitisha kuwepo kwa matukio ya kutolewa na kunyonya hasi. [14] Mwaka wa 1939, Valentin A. Fabrikant alitabiri matumizi ya chafu kilichochochea ili kuongeza "mawimbi" mafupi. [15] Mwaka wa 1947, Willis E. Lamb na RC Retherford walipata uchafu wa kutosha katika spectra ya hidrojeni na wakafanya maandamano ya kwanza ya uzalishaji wa kuchochea. [14] Katika mwaka wa 1950, Alfred Kastler (Nobel ya Fizikia 1966) mapendekezo njia ya kusukuma macho , kimajaribio alithibitisha, miaka miwili baadaye, kwa Brossel, Kastler, na baridi. [16]

Maser

Aleksandr Prokhorov

Mnamo mwaka wa 1951, Joseph Weber aliwasilisha karatasi kwa kutumia uzalishaji wa kusisimua wa kufanya amplifier ya microwave kwenye Mkutano wa Utafiti wa Tube ya Uvuvi wa Tube ya Juni 1952 huko Ottawa . [17] Baada ya mada hii, RCA ilimwomba Weber kutoa semina juu ya wazo hili, na Charles Hard Town akamwuliza nakala ya karatasi. [18]

Mwaka wa 1953, wanafunzi wa Charles Hard na wanafunzi wahitimu James P. Gordon na Herbert J. Zeiger walizalisha amplifier ya kwanza ya microwave, kifaa kinachotumia kanuni kama hiyo kwa laser, lakini kuimarisha mionzi ya microwave badala ya mionzi ya infrared au inayoonekana. Mtawala wa Towns hakuweza kutengeneza pato. [ Onesha uthibitisho ] Wakati huo huo, katika Umoja wa Kisovyeti, Nikolay Basov na Aleksandr Prokhorov walikuwa kujitegemea kufanya kazi katika quantum oscillator na kutatuliwa tatizo la mifumo ya kuendelea-pato kwa kutumia viwango vya nguvu zaidi ya mbili. Vyombo vya habari kupata hizi zinaweza kutolewa uzalishaji drivas kati hali msisimko na hali ya chini msisimko, si hali ya ardhi, kuwezesha matengenezo ya inversion idadi . Mwaka wa 1955, Prokhorov na Basov walipendekeza kusukumia macho ya mfumo wa ngazi mbalimbali kama njia ya kupata upungufu wa idadi ya watu, baadaye njia kuu ya kupiga laser.

Towns inaripoti kuwa baadhi ya fisihiziki maarufu-kati yao ni Niels Bohr , John von Neumann , na Llewellyn Thomas- walidai maser alikiuka kanuni ya kutokuwa na uhakika wa Heisenberg na hivyo hakuweza kufanya kazi. Wengine kama Isidor Rabi na Polykarp Kusch walitarajia kwamba itakuwa haiwezekani na haifai jitihada. [19] Mwaka 1964 Charles H. Townes, Nikolay Basov, na Aleksandr Prokhorov walishiriki Tuzo ya Nobel katika Fizikia , "kwa ajili ya kazi ya msingi katika uwanja wa umeme, ambayo imesababisha ujenzi wa oscillators na amplifiers kulingana na maser-laser kanuni ".

Laser

Mnamo 1957, Charles Hard Townes na Arthur Leonard Schawlow , kisha huko Bell Labs , walianza kujifunza sana kuhusu laser ya infrared. Kama mawazo yaliyotengenezwa, waliacha mionzi ya infrared badala ya kuzingatia mwanga unaoonekana . Dhana ya awali ilikuwa inaitwa "maser macho". Mnamo 1958, Bell Labs ilitoa maombi ya patent kwa maser yao iliyopendekezwa ya macho; na Schawlow na Townes waliwasilisha hati ya mahesabu yao ya kinadharia kwa Mapitio ya kimwili , iliyochapishwa mwaka huo katika Volume 112, Issue No. 6.

Kitabu cha LASER: Ukurasa wa kwanza wa daftari ambapo Gordon Gould alifanya safu ya LASER, na akaelezea mambo ya kujenga kifaa.

Wakati huo huo, katika Chuo Kikuu cha Columbia , mwanafunzi aliyehitimu Gordon Gould alikuwa anafanya kazi kwenye thesis ya daktari kuhusu viwango vya nishati vya thallium ya msisimko. Wakati Gould na Townes walikutana, walizungumzia chafu za mionzi, kama somo la jumla; baadaye, mnamo Novemba 1957, Gould alibainisha mawazo yake kwa "laser", ikiwa ni pamoja na kutumia resonator wazi (baadaye ni sehemu muhimu ya laser-kifaa). Aidha, mwaka wa 1958, Prokhorov ilipendekezwa kwa uhuru kutumia resonator wazi, kuonekana kwanza kuchapishwa (katika USSR) ya wazo hili. Kwingineko, Marekani, Schawlow na Townes walikubaliana na kubuni laser la wazi-bila kujali machapisho ya Prokhorov na kazi za laser zisizochapishwa za Gould.

Katika mkutano wa mwaka wa 1959, Gordon Gould alichapisha neno LASER katika karatasi LASER, Mwanga Amplification na Uhamisho wa Radiation . [1] [6] Nia ya lugha ya Gould ilikuwa ikitumia neno la "-aser" kama kiambatanisho - kutaja kwa usahihi wigo wa nuru iliyotolewa na kifaa cha LASER; hivyo x-ray: xaser , ultraviolet: uvaser , na kadhalika; hakuna alijitenga yenyewe kama neno lisilo la kawaida, ingawa "raser" ilikuwa maarufu sana kwa kutaja vifaa vya redio-frequency-emitting.

Maelezo ya Gould ni pamoja na programu zinazoweza kutumika kwa laser, kama vile spectrometry , interferometry , radar , na fusion nyuklia . Aliendelea kuendeleza wazo, na filed patent maombi katika Aprili 1959 Marekani Patent Office alikanusha maombi yake, na tuzo ya patent kwa Bell Labs , katika 1960. Hiyo umesababisha ishirini na nane mwenye umri lawsuit , akishirikiana ufahari wa kisayansi na fedha kama vipande. Gould alishinda patent yake ya kwanza madogo mwaka 1977, lakini hadi mwaka 1987 hakushinda ushindi wa kwanza wa hati miliki, wakati Jaji wa Shirikisho alitoa amri ya Ofisi ya Patent ya Marekani kutoa hati ya Gould kwa vifaa vya optimized pedied na gesi laser kutokwa . Swali la jinsi ya kugawa mkopo kwa ajili ya kuunda laser bado haijafutwa na wanahistoria. [20]

Mnamo Mei 16, 1960, Theodore H. Maiman aliendesha laser ya kwanza ya kazi [21] [22] katika Maabara ya Hughes Research , Malibu, California, mbele ya timu kadhaa za utafiti, ikiwa ni pamoja na za Townes , Chuo Kikuu cha Columbia , Arthur Schawlow , katika Bell Labs , [23] na Gould, katika kampuni ya TRG (Ufundi Research Group). Laser ya kazi ya Maiman ilitumia kivuli -hali ya flashlamp -pumped synthetic ruby kioo kuzalisha nyekundu laser mwanga, katika 694 nanometers wavelength; hata hivyo, kifaa hicho kilikuwa na uwezo wa operesheni ya pulsed, kwa sababu ya mpango wake wa kusukumia kiwango cha tatu. Baadaye mwaka huo, mwanafizikia wa Irani Ali Javan , na William R. Bennett , na Donald Herriott , walijenga laser ya kwanza ya gesi , kwa kutumia heliamu na neon ambayo ilikuwa na uwezo wa kuendelea kufanya kazi katika infrared (US Patent 3,149,290); baadaye, Javan alipokea tuzo ya Albert Einstein mwaka 1993. Basov na Javan walipendekeza dhana ya laser diode ya semiconductor. Mnamo mwaka wa 1962, Robert N. Hall alionyesha kifaa cha kwanza cha laser diode , kilichoundwa na gallium arsenide na kilichowekwa kwenye bandari ya 850 nm karibu na infrared . Baadaye mwaka huo, Nick Holonyak , Jr. alionyesha laser ya semiconductor ya kwanza na chafu inayoonekana. Laser hii ya kwanza ya semiconductor inaweza kutumika tu katika operesheni ya misuli ya pulsed, na inapokanzwa kwenye joto la maji ya nitrojeni (77 K). Mnamo mwaka wa 1970, Zhores Alferov , USSR, na Izuo Hayashi na Morton Panish ya Maabara ya simu za Bell pia wamejitegemea kutengeneza joto la joto, daima laser diode, kwa kutumia muundo wa heterojunction .

Uvumbuzi wa hivi karibuni

Grafu inayoonyesha historia ya kiwango cha juu cha ukubwa wa laser katika kipindi cha miaka 40 iliyopita.

Tangu kipindi cha awali cha historia ya laser, utafiti wa laser umezalisha aina mbalimbali za aina za laser zilizoboreshwa na maalumu, zilizoboreshwa kwa malengo tofauti ya utendaji, ikiwa ni pamoja na:

  • bendi mpya za wavelength
  • kiwango cha juu cha pato wastani
  • kiwango cha juu cha nishati ya pigo
  • upeo wa kiwango cha juu cha nguvu
  • kiwango cha chini cha pembe ya pato
  • ufanisi wa upeo wa nguvu
  • gharama ndogo

na utafiti huu unaendelea hadi leo.

Mnamo 2017, watafiti wa TU Delft walionyeshea laser microwave AC Josephson . [24] Tangu laser inafanya kazi katika utawala superconducting, ni imara zaidi kuliko lasers nyingine msingi msingi. Kifaa kina uwezekano wa programu katika kompyuta ndogo . [25] . Mnamo mwaka wa 2017, watafiti wa TU Munich walionyesha laser ndogo ya kufuli laser inayoweza kuondokana na jozi za pembe za kupiga picha za kiziba ya picosecond laser na frequency ya kurudia hadi 200 GHz [12] .

Aina na kanuni za uendeshaji

Kwa orodha kamili zaidi ya aina ya laser kuona orodha hii ya aina za laser .
Wavelengths ya lasers za kibiashara. Aina za laser zilizo na mistari ya laser tofauti zinaonyeshwa juu ya bar ya wavelength, wakati chini ni vyema vya lasers ambavyo vinaweza kutokea katika urefu wa wavelength. Rangi hujenga aina ya vifaa vya laser (tazama maelezo ya takwimu kwa maelezo zaidi).

Lasers ya gesi

Kufuatia uvumbuzi wa laini ya gesi ya HeNe, majukumu mengine mengi ya gesi yamepatikana ili kuimarisha mwanga kwa usawa. Lasers ya gesi kutumia gesi nyingi tofauti zimejengwa na kutumika kwa madhumuni mengi. Laini ya helium-neon (HeNe) inaweza kufanya kazi kwa aina tofauti za wavelengths, hata hivyo idadi kubwa ya watu inatengenezwa ili kufikia 633 nm; gharama hizi za chini lakini lasers yenye uwiano ni ya kawaida sana katika utafiti wa macho na maabara ya elimu. Laser dioksidi ya kibiashara (CO 2 ) lasers inaweza kuondoa mamia mengi ya watts katika mode moja ya anga ambayo inaweza kujilimbikizia katika doa ndogo. Uchafu huu ni katika infrared thermal saa 10.6 μm; lasers vile hutumiwa mara kwa mara katika sekta ya kukata na kulehemu. Ufanisi wa laser CO 2 ni ya kawaida ya juu: zaidi ya 30%. [26] Lasers ya Argon-ioni inaweza kufanya kazi katika mabadiliko kadhaa ya kupoteza kati ya 351 na 528.7 nm. Kulingana na muundo wa macho moja au zaidi ya mabadiliko hayo yanaweza kupoteza wakati huo huo; mistari ya kawaida zaidi ni 458 nm, 488 nm na 514.5 nm. Utoaji wa umeme wa nitrojeni katika gesi kwenye shinikizo la hewa (TEA) laser ni laser ya gharama nafuu ya gesi, ambayo mara nyingi hujengwa na makao ya hobbyists, ambayo hutoa mwanga usio na mwanga wa UV saa 337.1 nm. [27] Lasers ya ioni ya metali ni lasers ya gesi ambayo huzalisha wavelengths ya kina ya ultraviolet . Helium -ilver (HeAg) 224 nm na neon -copper (NeCu) 248 nm ni mifano miwili. Kama vile lasers zote za chini za shinikizo la gesi, vyombo vya habari vya lasers vilivyo na mstari mwembamba wa oscillation, chini ya 3 GHz (0.5 picometers ), [28] huwafanya wagombea watumiwe katika fluorescence kumechochea uchunguzi wa Raman .

Mwaka 2017, watafiti kutoka kwa Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) , pamoja na watafiti wa Marekani kutoka JILA , taasisi ya pamoja ya Taasisi ya Taifa ya Viwango na Teknolojia (NIST) na Chuo Kikuu cha Colorado Boulder , ilianzisha rekodi mpya ya dunia kwa kuendeleza laser yenye mstari wa mraba 10 tu. [29]

Kemikali lasers

Lasers ya kemikali hutumiwa na mmenyuko wa kemikali kuruhusu kiasi kikubwa cha nishati kutolewa haraka. Lasers vile nguvu sana ni ya maslahi ya kijeshi, hata hivyo lasers wimbi wimbi kuendelea katika viwango vya juu sana nguvu, kulishwa na mito ya gasses, wamekuwa na maendeleo na baadhi ya maombi ya viwanda. Kama mifano, laser ya fluoride laser (2700-2900 nm) na laser deorerium laser (3800 nm) majibu ni mchanganyiko wa hidrojeni au deuterium gesi na bidhaa za mwako wa ethylene katika trifluoride ya nitrojeni .

Vipande vya faragha

Laser excimer ni aina maalum ya laser ya gesi inayotumiwa na kutokwa kwa umeme ambayo kati ya lasing ni excimer , au zaidi ya exciplex katika miundo iliyopo. Haya ni molekuli ambayo inaweza tu kuwepo na atomi moja katika hali ya umeme ya msisimko . Mara molekuli inapohamisha nishati yake ya uchochezi kwa photon, kwa hiyo, atomi zake hazijafungwa tena na molekuli huharibika. Hii hupunguza kwa kiasi kikubwa wakazi wa hali ya chini ya nishati na hivyo kuwezesha sana inversion ya idadi ya watu. Excimers sasa kutumika wote ni misombo gesi vyema ; gesi nzuri ni kemikali inert na inaweza tu fomu misombo wakati katika hali ya msisimko. Laser excimer kawaida hufanya kazi katika wavelengths ya ultraviolet na maombi makubwa ikiwa ni pamoja na photolithography ya semiconductor na upasuaji wa macho ya LASIK . Molekuli iliyotumiwa mara kwa mara ni pamoja na ArF (chafu saa 193 nm), KrCl (222 nm), KrF (248 nm), XeCl (308 nm), na XeF (351 nm). [30] Laser ya fluorine ya molekuli, ikitoa saa 157 nm katika ultraviolet utupu wakati mwingine hujulikana kama laser ya excimer, hata hivyo hii inaonekana kuwa mbaya kwa sababu F 2 ni kiwanja imara.

Lasers ya hali ya imara

A 50 W FASOR , kulingana na laser Nd: YAG, iliyotumiwa katika Rangi ya Starfire Optical .

Lasers ya hali ya imara hutumia fimbo ya kioo au kioo ambayo ni "doped" na ions inayotoa nishati zinazohitajika. Kwa mfano, laser ya kwanza ya kazi ilikuwa laser ya ruby , iliyofanywa kutoka kwa ruby ( chromium- doped corundum ). Inversion ya idadi ya watu huhifadhiwa kwa dopant. Vifaa hivi vinapigwa kwa optiki kwa kutumia muda mrefu kuliko wavelength ya kupoteza, mara nyingi kutoka flashtube au kutoka kwa laser nyingine. Matumizi ya neno "hali imara" katika fizikia laser ni nyembamba kuliko katika matumizi ya kawaida. Semiconductor lasers (laser diodes) ni kawaida si inajulikana kama lasers imara-hali.

Neodymium ni dopant ya kawaida katika fuwele mbalimbali laser-state laser, ikiwa ni pamoja na yttrium orthovanadate ( Nd: YVO 4 ), yttrium lithiamu fluoride ( Nd: YLF ) na yttrium alumini garnet ( Nd: YAG ). Lasers hizi zote zinaweza kuzalisha nguvu za juu katika wigo wa infrared saa 1064 nm. Wao hutumika kwa kukata, kulehemu na kuashiria kwa metali na vifaa vingine, na pia katika spectroscopy na kwa kupiga rangi ya lasers . Lasers hizi pia ni kawaida mara mbili , mara tatu au mara nne ili kuzalisha nusu 532 (kijani, inayoonekana), mihuri 355 nm na 266 nm ( UV ), kwa mtiririko huo. Vipimo vilivyotumiwa mara mbili za diode-pumped imara-hali (DPSS) vinatumiwa kufanya maelekezo ya laser ya kijani.

Ytterbium , holmium , thulium , na erbium ni ya kawaida "dopants" katika lasers imara-hali. [31] Ytterbium hutumiwa katika fuwele kama vile Yb: YAG, Yb: KGW, Yb: KYW, Yb: SYS, Yb: BOYS, Yb: CaF 2 , hufanya kazi karibu 1020-1050 nm. Wao ni uwezekano wa ufanisi na wa juu sana kutokana na kasoro ndogo ndogo. Nguvu za juu sana katika vidonda vya ultrashort zinaweza kupatikana kwa Yb: YAG. Vipodozi vya YAG vilivyotengenezwa na Holmium hutoa saa 2097 nm na kuunda laser yenye ufanisi katika vidonge vya infrared vyema vya kunyunyiziwa na tishu zinazozalisha maji. Ho-YAG hutumiwa kwa njia ya kufuatilia, na hupita kupitia vifaa vya upasuaji wa nyuzi za kufuta ili kuinua viungo, kuondoa uovu wa meno, kansa ya vaporize, na kuvuta figo na mawe ya galoni.

Titanium -doped yakuti ( Ti: yakuti ) inazalisha sana tunable infrared laser, kawaida hutumiwa kwa spectroscopy . Pia inajulikana kwa kutumia kama laser iliyofungwa-mode inayozalisha vurugu vya ultrashort ya nguvu kubwa sana ya kilele.

Upungufu wa joto katika lasers imara-hali hutokea kwa nguvu isiyohamishika pampu ambayo inapunguza kati. Joto hili, ikiwa ni pamoja na mgawo wa juu wa thermo-optic (d n / d T ) huweza kusababisha kushawishi ya joto na kupunguza ufanisi wa wingi. Vipande vidonda vyenye pumzi vya diode vikichanganya masuala haya kwa kuwa na faida ya kati ambayo ni nyembamba kuliko ukubwa wa boriti ya pampu. Hii inaruhusu joto la kawaida zaidi katika nyenzo. Vipande vidonda vya disk vimeonyeshwa kuzalisha mihimili ya kilowatt moja. [32]

Vipande vya nyuzi

Lasers-state-amplifiers au amplifiers laser ambapo mwanga ni kuongozwa kutokana na jumla ya kutafakari ndani katika mode moja fiber macho ni badala yake huitwa lasers fiber . Mwongozo wa mwanga unaruhusu mikoa ya kupata faida nyingi kwa kutoa hali nzuri ya baridi; nyuzi zina eneo la juu la uwiano ambayo inaruhusu ufanisi wa baridi. Kwa kuongeza, tabia za kutafakari za nyuzi huwa na kupunguza kupotosha kwa mafuta ya boriti. Ibi ya erbium na ytterbium ni aina ya kawaida ya kazi katika lasers vile.

Mara nyingi, laser ya fiber imeundwa kama fiber mbili . Aina hii ya fiber ina msingi wa fiber, kuunganisha ndani na kufunika nje. Orodha ya tabaka tatu zilizochaguliwa huchaguliwa ili msingi wa fiber iwe kama fiber moja-mode kwa chaser laser wakati cladding nje hufanya kama msingi multimode msingi laser pampu. Hii inaruhusu pampu kueneza kiasi kikubwa cha nguvu ndani na kwa njia ya kanda ya ndani ya ndani, wakati bado una upungufu wa nambari ya juu (NA) ili kuwa na hali rahisi za uzinduzi.

Nuru ya pampu inaweza kutumika kwa ufanisi zaidi kwa kujenga laser ya fiber disk , au stack ya lasers vile.

Lasers ya nyuzi zina kikomo cha msingi kwa kuwa kiwango cha mwanga katika fiber hawezi kuwa kali sana kwamba zisizo za msingi za macho zinazotokana na nguvu za eneo la umeme za mitaa zinaweza kuwa kubwa na kuzuia operesheni ya laser na / au kusababisha uharibifu wa nyenzo ya fiber. Athari hii inaitwa photodarkening . Kwa vifaa vingi vya laser, baridi haifai hivyo, na ni vigumu kutenganisha athari za photodarkening kutokana na madhara ya joto, lakini majaribio ya nyuzi zinaonyesha kuwa picha ya picha inaweza kuhusishwa na kuunda vituo vya rangi ya muda mrefu. [ citation inahitajika ]

Vipodozi vya kioo vya Photonic

Lasers ya kioo ya Photonic ni lasers kulingana na miundo ya nano ambayo inatoa confinement mode na wiani wa mataifa macho (DOS) muundo required kwa maoni ya kutokea. [ ufafanuzi unahitajika ] Wao ni kawaida ya micrometer-ukubwa [ dubious ] na tunable juu ya bendi ya fuwele photonic. [33] [ ufafanuzi unahitajika ]

Lasers ya semiconductor

5.6 mm 'imefungwa inaweza' diode ya biashara ya laser, labda kutoka CD au DVD player

Lasers ya semiconductor ni diodes ambazo zinapigwa umeme. Kupunguzwa kwa elektroni na mashimo yaliyotengenezwa na utangulizi wa sasa wa utangulizi wa macho. Kuchunguza kutoka mwisho wa kioo huunda muundo wa macho, ingawa resonator inaweza kuwa nje ya semiconductor katika baadhi ya miundo.

Diode ya biashara ya laser hutoka kwenye wavelengths kutoka 375 nm hadi 3500 nm. [34] Diodes ya chini ya nguvu ya laser hutumiwa katika salama za laser , printers laser na wachezaji wa CD / DVD. Diode ya laser pia hutumiwa mara kwa mara kupiga pampu lasers nyingine kwa ufanisi mkubwa. Nguvu za juu za laser za viwanda, na nguvu hadi 10 kW (70 dBm) [ kinachohitajika ] , hutumiwa katika sekta ya kukata na kulehemu. Lasers nje ya cavity semiconductor ina kati semiconductor kazi katika cavity kubwa. Vifaa hivi vinaweza kuzalisha matokeo ya nguvu ya juu na ubora mzuri wa boriti, mionzi ya mstari mwembamba- mstari mwembamba, au vidonge vya laser ultrashort.

Mnamo mwaka 2012, Nichia na OSRAM vilijenga na viwandani vyenye nguvu za laser za kijani (515/520 nm), ambazo zinashindana na lasers ya hali ya kawaida ya diode-pumped. [35] [36]

Vile laser-emitting lasers ( VCSELs ) ni vipaji vya semiconductor ambao uongozi mwelekeo ni perpendicular kwa uso wa safer. VCSEL vifaa huwa na boriti zaidi ya mviringo zaidi kuliko diode ya kawaida ya laser. Kuanzia mwaka wa 2005, tu 850 nm VCSEL zinapatikana sana, na VCSEL 1300 nm zinaanza biashara, [37] na vifaa 1550 nm eneo la utafiti. VECSEL ni vyema vya nje VCSEL. Lasers ya kutosha ya kutosha ni lasers ya semiconductor ambayo ina mabadiliko ya kazi kati ya nishati ndogo ya bendi ya electron katika muundo una vidonge kadhaa vya quantum .

Maendeleo ya laser ya silicon ni muhimu katika uwanja wa kompyuta ya macho . Silicon ni nyenzo za uchaguzi kwa mzunguko jumuishi , na vipengele vya elektroni na silicon photonic (kama vile viungo vya macho ) vinaweza kufanywa kwenye chip sawa. Kwa bahati mbaya, silicon ni nyenzo ngumu kupoteza, kwa kuwa ina mali fulani ambayo huzuia kupoteza. Hata hivyo, timu za hivi karibuni zimezalisha lasers za silicon kupitia mbinu kama vile kuzalisha vifaa vya lasing kutoka kwa silicon na vifaa vingine vya semiconductor, kama vile indium (III) phosphide au gallium (III) arsenide , vifaa vinavyowezesha mwanga mwamba kutolewa kutoka silicon. Hizi huitwa laser ya silicon laser . Maendeleo ya hivi karibuni yameonyesha pia matumizi ya laserire ya monolithically jumuishi ya nanowire moja kwa moja kwenye silicon kwa mchanganyiko wa macho, kutengeneza njia ya maombi ya kiwango cha chip [38] . Hizi heterostructure nanowire lasers uwezo wa interconnects macho katika silicon pia wana uwezo wa kutotoa jozi wa awamu imefungwa picosecond Maharagwe na marudio frequency hadi GHz 200, kuruhusu on-Chip usindikaji macho ishara [39] . Aina nyingine ni laser ya Raman , ambayo inachukua faida ya kugawa Raman ili kuzalisha laser kutoka vifaa kama vile silicon.

Lasing bila kudumisha msisimko wa kati katika inversion ya idadi ya watu ilionyeshwa mwaka 1992 katika gesi ya sodiamu na tena mwaka wa 1995 katika gesi ya rubidium na timu mbalimbali za kimataifa. [40] [41] Hii ilifanyika kwa kutumia maser ya nje ili kushawishi "uwazi wa macho" katikati kwa kuanzisha na kuharibu mabadiliko ya elektroni ya ardhi katikati ya njia mbili, ili uwezekano wa elektroni ya ardhi kupata nishati yoyote imechukuliwa imefutwa.

Laser lasers

Karibu-juu ya laser ya meza ya juu ya rangi kulingana na Rhodamine 6G

Lasers ya rangi hutumia rangi ya kikaboni kama kati ya faida. Mchanganyiko pana wa dyes inapatikana, au mchanganyiko wa rangi, inaruhusu lasers hizi kuwa nzuri sana, au kuzalisha mapigo ya muda mfupi sana ( kwa amri ya femtoseconds chache). Ingawa lasers hizi zinazotumiwa zinajulikana sana katika fomu zao za kioevu, watafiti pia wameonyesha uchafu mdogo wa mstari wa kutosha katika mchanganyiko wa oscillator unaojumuisha kuingiza vyombo vya habari vilivyotengeneza rangi. [42] Katika fomu yao yenye kuenea zaidi hizi lasers rangi hali lasers hutumia rangi-doped polymers kama vyombo vya habari laser.

Lasers ya elektroni ya bure

Laser ya umeme ya bure FELIX katika Taasisi ya FOM ya Plasma Physics Rijnhuizen, Nieuwegein

Lasers za elektroni za bure , au FELs, huzalisha mionzi yenye nguvu, yenye nguvu sana ambayo inafaa sana, kwa sasa inayotokana na wimbi la microwave kupitia mionzi ya terahertz na infrared kwa wigo unaoonekana, kwa rasilimali za X-ray. Wanao aina kubwa ya mzunguko wa aina yoyote ya laser. Wakati mihimili ya FEL inashirikisha sifa sawa za macho kama lasers nyingine, kama mionzi ya uwiano, operesheni ya FEL ni tofauti kabisa. Tofauti na gesi, kioevu, au lasers imara-hali, ambayo inategemea american amesema au Masi, FELs kutumia boriti relativistic kati kama kati ya lasing, hivyo neno bure electron .

Vyombo vya habari vya kigeni

Kutekeleza laser ya juu-quantum-nguvu kutumia mabadiliko kati ya nchi isomeric ya kiini atomiki imekuwa suala la utafiti wa kitaaluma pana tangu miaka ya 1970. Mengi ya hii ni muhtasari katika makala tatu za mapitio. [43] [44] [45] Utafiti huu umekuwa wa kimataifa, lakini hususan msingi wa Soviet Union na Marekani. Wakati wanasayansi wengi wanaendelea kuwa na matumaini kuwa mafanikio yamekaribia, laser ya gamma-ray bado haijafanyika. [46]

Baadhi ya masomo ya awali yalielekezwa kwenye vidonda vidogo vya neutrons vinavyovutia hali ya juu ya isoma kwa nguvu ili mabadiliko ya gamma-ray yangefaidika kutokana na mstari wa kupungua kwa Mössbauer . [47] [48] Kwa kushirikiana, faida nyingi zilitarajiwa kutoka kwa hatua mbili za kupigia mfumo wa ngazi tatu. [49] Ilifikiriwa kwamba kiini cha atomu, kilichoingia katika shamba karibu na wingu la elektroni linalozunguka laser linalozunguka laser litaona uwanja mkubwa wa dipole kuliko wa laser ya kuendesha gari. [50] [51] Zaidi ya hayo, sio mwelekeo wa wingu unaozalisha utazalisha harmonics ya anga na ya muda, hivyo mabadiliko ya nyuklia ya multipolarity ya juu yanaweza pia kuendeshwa kwa wingi wa mzunguko wa laser. [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58]

Mnamo Septemba 2007, BBC News iliripoti kuwa kuna uvumilivu juu ya uwezekano wa kutumia positronium kuangamiza kuendesha gamma ray laser nguvu sana. [59] Dk David Cassidy wa Chuo Kikuu cha California, Riverside mapendekezo kwamba moja laser kama inaweza kutumika kuwasha nyuklia fusion majibu, kuondoa benki ya mamia ya lasers sasa walioajiriwa katika inertial confinement fusion majaribio. [59]

Lasers ya msingi ya X-ray iliyopigwa na mlipuko wa nyuklia pia imependekezwa kama silaha za antimissile. [60] [61] Vifaa vile vilikuwa silaha moja-risasi.

Seli zilizoishi zimetumiwa kuzalisha mwanga wa laser. [62] [63] Viini vilikuwa vinatengenezwa kwa mazao ili kuzalisha protini ya kijani ya fluorescent (GFP). GFP hutumiwa kama "faida ya katikati ya laser", ambapo upanuzi wa mwanga unafanyika. Kisha seli ziliwekwa kati ya vioo viwili vidogo, milioni 20 tu ya mita moja, ambayo ilifanya kama "cavity laser" ambayo mwanga ungeweza kuvuta mara nyingi kupitia kiini. Baada ya kuoga kiini na mwanga wa bluu, inaweza kuonekana kuondokana na mwanga wa laser wa kijani ulioongozwa na mkali.

Matumizi

Lasers huwa katika ukubwa kutoka kwa lasers microscopic diode (juu) na maombi mbalimbali, kwa uwanja wa mpira wa miguu neodymium glasi lasers (chini) kutumika kwa ajili ya fusion inertial confusion , silaha za nyuklia utafiti na majaribio mengine ya nishati wiani fizikia.

Wakati lasers zilizoundwa mwaka wa 1960, ziliitwa "suluhisho la kutafuta tatizo". [64] Tangu wakati huo, wamekuwa wachache, wanapata kazi katika maelfu ya maombi mbalimbali katika kila sehemu ya jamii ya kisasa, ikiwa ni pamoja na umeme wa watumiaji , teknolojia ya habari, sayansi, dawa, sekta, utekelezaji wa sheria , burudani, na kijeshi . Mawasiliano ya fiber-optic kutumia lasers ni teknolojia muhimu katika mawasiliano ya kisasa, kuruhusu huduma kama vile mtandao .

Matumizi ya kwanza ya lasers katika maisha ya kila siku ya idadi ya watu ilikuwa ni scanner kubwa ya barcode , iliyoletwa mwaka 1974. Mchezaji wa laserdisc , ulioanzishwa mwaka wa 1978, alikuwa mtengenezaji wa kwanza wa mafanikio kwa pamoja na laser lakini mchezaji wa compact disc alikuwa laser ya kwanza kifaa kilichokuwa cha kawaida, kuanzia mwaka wa 1982 kilifuatiwa kwa muda mfupi na waandishi wa laser .

Matumizi mengine ni:

  • Dawa: Upasuaji wa damu , uponyaji wa laser, matibabu ya upasuaji , matibabu ya mawe ya figo , upasuaji wa macho , ophthalmoscopy , daktari wa meno .
  • Sekta: Kukata, kulehemu , matibabu ya vifaa vya joto, sehemu za kuashiria, vipimo visivyosiliana vya sehemu.
  • Jeshi: Kuashiria makusudi, kuongoza makumbusho , ulinzi wa misuli , kupambana na umeme (EOCM) , mbadala kwa rada , askari wa vipofu .
  • Utekelezaji wa sheria : hutumiwa kwa kugundua kidole cha kidole katika uwanja wa kitambulisho cha uangalizi wa mahakama [65] [66]
  • Utafiti: Spectroscopy , ablation laser , laser annealing , laser kusambaza , laser interferometry , lidar , laser kukamata microdissection , fluorescence microscopy , metrology .
  • Uendelezaji wa bidhaa / biashara: Printers laser , rekodi za macho (kwa mfano CD na kadhalika), scanners za barcode , thermometers , salama za laser , holograms , bubblegrams .
  • Maonyesho ya taa la laser : Inaonyesha mwanga wa laser.
  • Vipodozi vya ngozi ya ngozi: acne matibabu, cellulite na striae kupunguza, na nywele kuondolewa .

Mwaka 2004, ukiondoa lasers ya diode, lasers takribani 131,000 ziliuzwa kwa thamani ya dola bilioni 2.19 za Marekani. [67] Katika mwaka huo huo, takriban 733 milioni lasers lasers, thamani ya $ 3.20 bilioni, walikuwa kuuzwa. [68]

Mifano kwa nguvu

Programu ya Laser katika imaging ya upasuaji wa optics ya astronomical

Matumizi tofauti yanahitaji lasers na mamlaka tofauti za pato. Lasers zinazozalisha boriti inayoendelea au mfululizo wa vidonda vidogo vinaweza kulinganishwa kwa msingi wa nguvu zao za wastani. Lasers zinazozalisha vidonda vinaweza pia kutambuliwa kulingana na nguvu ya kilele cha kila vurugu. Nguvu ya kilele cha laser ya pulsed ni amri nyingi za ukubwa mkubwa zaidi kuliko nguvu zake za wastani. Nguvu ya wastani ya pato daima ni chini ya nguvu zinazotumiwa.

Nguvu inayoendelea au wastani inahitajika kwa matumizi mengine:
Nguvu Tumia
1-5 mW Vipimo vya laser
5 mW CD-ROM gari
5-10 mW DVD player au DVD-ROM gari
100 mW Kasi ya kasi ya CD-RW
250 mW Mtumiaji 16 × DVD-R burner
400 mW Kuungua kupitia kesi ya jewel ikiwa ni pamoja na disc ndani ya sekunde 4 [69]
DVD 24 × kurekodi safu-safu. [70]
1 W Laser ya kijani katika maendeleo ya sasa ya Holographic Versatile Disc
1-20 W Kutoka kwa wengi wa lasers imara ya hali ya kibiashara kwa ajili ya usindikaji micro
30-100 W Vipengele vya kawaida vinavyofungwa CO 2 viungo vya upasuaji [71]
100-3000 W Vipengele vya kawaida vya CO 2 vikali vilivyotumika katika kukata laser la viwanda

Mifano ya mifumo inayotokana na nguvu kubwa ya kilele:

  • 700 TW (700 × 10 12 W) - Kituo cha Taifa cha Ukatili , 192-boriti, 1.8-megajoule laser mfumo unaohusiana na chumba cha mita 10-kipenyo cha lengo. [72]
  • 1.3 PW (1.3 × 10 W 15 ) - laser ya nguvu zaidi duniani kama ya 1998, iko katika Maabara ya Lawrence Livermore [73]

Matumizi ya Hobby

Katika miaka ya hivi karibuni, hobbyists wengine wamechukua maslahi katika lasers. Lasers zinazotumiwa na hobbyists kwa ujumla ni darasa IIIa au IIIb (tazama Usalama ), ingawa wengine wamefanya aina zao za darasa IV. [74] Hata hivyo, ikilinganishwa na hobbyists nyingine, hobbyists laser ni kawaida sana, kutokana na gharama na hatari zinazohusika. Kutokana na gharama ya lasers, baadhi ya hobbyists hutumia njia ya gharama nafuu ya kupata lasers, kama vile kuokoa diodes laser kutoka kuvunja wachezaji DVD (nyekundu), Blu-ray wachezaji (violet), au hata zaidi laser nguvu diodes kutoka CD au DVD burners . [75]

Watayarishaji pia wamekuwa wakichukua lasers ya ziada ya pulsed kutoka maombi ya kijeshi mstaafu na kuyabadilisha kwa holography iliyopigwa. Ruby iliyopulizwa na lasers ya YAG iliyochafuliwa imetumika.

Kama silaha

Silaha ya Nishati ya Juu ya Nishati ya Marekani ya Israeli imetumika kupiga makombora na makombora ya silaha.

Lasers ya yote lakini mamlaka ya chini kabisa inaweza uwezekano kutumika kama silaha incapacitating, kwa njia ya uwezo wao wa kuzalisha muda au kudumu maono kupoteza katika viwango tofauti wakati lengo kwa macho. Kiwango, tabia, na muda wa kuharibika kwa maono husababishwa na mwanga wa laser kwa mwanga wa laser hutofautiana na nguvu ya laser, wavelength (s), collimation ya boriti, mwelekeo halisi wa boriti, na muda wa kufungua. Lasers hata sehemu ya watt katika nguvu inaweza kuzalisha haraka, kudumu maono kupoteza chini ya hali fulani, na kufanya vile lasers uwezo yasiyo ya lethal lakini silaha ya kutosha. Ulemavu uliokithiri ambao upofu unaosababisha laser unawakilisha hutumia matumizi ya lasers hata kama silaha zisizo za kiaa za kimaadili, na silaha zilizopangwa kusababisha upofu zimezuiliwa na Itifaki ya Silaha za Silaha za Kupofya . Matukio ya waendeshaji wa magari yaliyo wazi kwa lasers wakati wa kuruka yamesababisha mamlaka ya angalau kutekeleza taratibu maalum za kukabiliana na hatari hizo. [76]

Silaha za laser zinazoweza kuharibu moja kwa moja au kuharibu lengo katika kupambana bado ziko katika hatua ya majaribio. Dhana ya jumla ya silaha za laser-boriti ni kugonga lengo na treni ya mlipuko mfupi wa mwanga. Uhamaji wa haraka na upanuzi wa uso husababisha mshtuko ambao huharibu lengo. [ kinachohitajika ] Nguvu zinazohitajika ili kuandaa boriti ya laser yenye nguvu ya aina hii ni zaidi ya kikomo cha teknolojia ya sasa ya nguvu za simu, na hivyo inapendekeza lasers ya nguvu ya gesi ya nguvu . Mfano wa mifumo ya majaribio ni pamoja na MIRACL na Laser High Energy Nishati .

Boeing YAL-1. Mfumo wa laser umewekwa kwenye turret iliyo na pua ya ndege

Katika miaka ya 2000, Jeshi la Marekani la Umoja wa Mataifa lilifanya kazi kwenye Boeing YAL-1 , laser ya anga iliyopigwa kwenye Boeing 747. Ilikuwa na lengo la kutumiwa kupiga makombora yaliyoingia katika eneo la adui. Mnamo Machi 2009, Northrop Grumman alidai kuwa wahandisi wake huko Redondo Beach wamejenga mafanikio na kupima laser ya hali ya umeme yenye nguvu inayoweza kuzalisha boriti ya kilowatt 100, yenye nguvu ya kutosha kuharibu ndege. Kulingana na Brian Strickland, meneja wa programu ya Laser State Solid State Laser ya Umoja wa Mataifa, jeshi la umeme linaloweza kuunganishwa kwenye ndege, meli, au gari lingine kwa sababu inahitaji nafasi ndogo zaidi ya vifaa vyake vya kusaidia kuliko laser ya kemikali. [77] Hata hivyo, chanzo cha nguvu kubwa ya umeme katika maombi ya simu hazikufahamu. Hatimaye, mradi huo ulionekana kuwa hauwezekani, [78] [79] [80] na kufutwa mnamo Desemba 2011, [81] na mfano wa Boeing YAL-1 uliohifadhiwa na hatimaye kufutwa.

Navy ya Umoja wa Mataifa inaendeleza silaha ya laser inayojulikana kama Mfumo wa Silaha za Laser au LaWS. [82]

Mawasiliano ya simu katika nafasi

Teknolojia ya hivi karibuni imeruhusu prototypes kwa mawasiliano ya laser na mawasiliano inayoonekana mwanga katika nafasi ya nje . Mazungumzo mbalimbali ya mawasiliano ya bure ya nafasi ya bure sasa ni ya utaratibu wa kilomita elfu kadhaa, [83] lakini ina uwezo wa kuburudisha umbali wa umbali wa kilomita za kilomita, kwa kutumia telescopes ya macho kama kupanua boriti . [84] [85]

Usalama

Ishara ya onyo ya laser ya Ulaya
Lebo ya onyo ya laser ya US
Kushoto: Ishara ya onyo ya laser ya Ulaya inahitajika kwa lasers ya Hatari 2 na ya juu. Haki: studio ya onyo la la Marekani, katika kesi hii kwa laser ya Hatari 3B

Hata laser ya kwanza ilitambuliwa kuwa inaweza kuwa hatari. Theodore Maiman sifa laser kwanza kama kuwa na uwezo wa moja "Gillette" kama inaweza kuchoma kwa njia ya moja Gillette wembe blade. Leo, inakubaliwa kuwa hata lasers ya chini ya nguvu na milliwatts chache tu ya nguvu ya pato inaweza kuwa na hatari kwa macho ya binadamu wakati boriti hits jicho moja kwa moja au baada ya kutafakari kutoka uso shiny. Wakati wavelengths ambazo kamba na lens vinaweza kuzingatia vyema, ushirikiano na kutofautiana kwa mwanga wa laser inamaanisha kuwa inaweza kuelekezwa na jicho kwenye doa ndogo sana kwenye retina , na kusababisha uharibifu uliopo na uharibifu wa kudumu kwa sekunde au hata chini wakati.

Lasers kawaida hujitambulisha na nambari ya darasa la usalama, ambayo hutambua hatari ya laser:

  • Darasa la 1 lina salama kwa kawaida, kwa kawaida kwa sababu mwanga unao ndani ya kificho, kwa mfano katika wachezaji wa CD.
  • Hatari ya 2 ni salama wakati wa matumizi ya kawaida; reflex blink ya jicho kuzuia uharibifu. Kawaida hadi 1 mW nguvu, kwa mfano laser pointers.
  • Vipande vya 3R (zamani IIIa) kawaida hufikia 5 mW na huhusisha hatari ndogo ya uharibifu wa jicho ndani ya wakati wa kutafakari. Kuingia kwenye boriti hiyo kwa sekunde kadhaa kuna uwezekano wa kusababisha uharibifu wa doa kwenye retina.
  • Hatari ya 3B inaweza kusababisha uharibifu wa jicho la haraka juu ya ufikiaji.
  • Lasers ya darasa la 4 inaweza kuchoma ngozi, na wakati mwingine, hata kutawanyika kwa mwanga kunaweza kusababisha uharibifu wa jicho na / au ngozi. Lasers nyingi za viwanda na kisayansi ziko katika darasa hili.

Nguvu zilizoonyeshwa ni za lasers inayoonekana-mwanga, inayoendelea. Kwa lasers ya pulsed na wavelengths zisizoonekana, mipaka mingine ya nguvu hutumika. Watu wanaofanya kazi na darasa la 3B na laser 4 la darasa wanaweza kulinda macho yao na maganda ya usalama ambayo yamepangwa kupakua mwanga wa wavelength fulani.

Lasers zilizoathiriwa na urefu wa wavelengths kuliko zaidi ya 1,4 micrometers mara nyingi hujulikana kama "jicho salama", kwa sababu kamba huelekea mwanga katika vidonge hivi, kulinda retina kutoka uharibifu. Lebo "salama-jicho" inaweza kuwapotosha, hata hivyo, kama inavyotumika tu kwa misuli ya wimbi inayoendelea ya nguvu; nguvu ya juu au laser -Q-switched katika wavelengths hizi zinaweza kuchoma kamba, na kusababisha uharibifu mkubwa wa jicho, na hata lasers nguvu nguvu inaweza kuumiza jicho.

Angalia pia

  • Bessel boriti
  • Muunganisho mkamilifu mkamilifu
  • Dazzler (silaha)
  • Kuenea kwa uwiano
  • Imetoa uhuru wa gamma
  • Mbegu ya sindano
  • Chama cha Kimataifa cha Laser Display
  • Alama ya kasi ya laser
  • Usalama wa laser na aviation
  • Bomba la laser kinafafanua
  • Kuunganisha laser
  • Laser kubadilisha
  • Baridi ya laser
  • Laser engraving
  • Dawa la laser
  • Laser scalpel
  • Scanner ya 3D
  • Laser turntable
  • Ulehemu wa boriti ya laser
  • Orodha ya makala ya laser
  • Orodha ya vyanzo vya mwanga
  • Mercury laser
  • Nanolaser
  • Optics zisizo za nishati
  • Rejea ya kumbukumbu
  • Nambari ya Rytov
  • Sauti ya kupanua kwa uzalishaji wa mionzi
  • Uchaguzi wa laser ya kuchagua
  • Spaser
  • Fanya muundo
  • Mtiko wa Tophat
  • Vortex laser

Marejeleo

  1. ^ a b Gould, R. Gordon (1959). "The LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation". In Franken, P.A.; Sands R.H. (Eds.). The Ann Arbor Conference on Optical Pumping, the University of Michigan, 15 June through 18 June 1959 . p. 128. OCLC 02460155 .
  2. ^ "laser" . Reference.com . Retrieved May 15, 2008 .
  3. ^ "Four Lasers Over Paranal" . www.eso.org . European Southern Observatory . Retrieved 9 May 2016 .
  4. ^ Conceptual physics , Paul Hewitt, 2002
  5. ^ "Schawlow and Townes invent the laser" . Lucent Technologies. 1998. Archived from the original on October 17, 2006 . Retrieved October 24, 2006 .
  6. ^ a b Chu, Steven ; Townes, Charles (2003). "Arthur Schawlow". In Edward P. Lazear (ed.),. Biographical Memoirs . vol. 83. National Academy of Sciences. p. 202. ISBN 0-309-08699-X .
  7. ^ "lase" . Dictionary.reference.com . Retrieved December 10, 2011 .
  8. ^ Siegman, Anthony E. (1986). Lasers . University Science Books. p. 2. ISBN 0-935702-11-3 .
  9. ^ Siegman, Anthony E. (1986). Lasers . University Science Books. p. 4. ISBN 0-935702-11-3 .
  10. ^ "Nitrogen Laser". Light and Its Uses . Scientific American. June 1974. pp. 40–43. ISBN 0-7167-1185-0 .
  11. ^ Karman, G. P.; McDonald, G. S.; New, G. H. C.; Woerdman, J. P. "Laser Optics: Fractal modes in unstable resonators" . Nature . 402 : 138. Bibcode : 1999Natur.402..138K . doi : 10.1038/45960 .
  12. ^ a b Mayer, B., et al. "Long-term mutual phase locking of picosecond pulse pairs generated by a semiconductor nanowire laser." Nature Communications 8 (2017): 15521.
  13. ^ Einstein, A (1917). "Zur Quantentheorie der Strahlung". Physikalische Zeitschrift . 18 : 121–128. Bibcode : 1917PhyZ...18..121E .
  14. ^ a b Steen, W. M. "Laser Materials Processing", 2nd Ed. 1998.
  15. ^ Batani, Dimitri (2004). "Il rischio da laser: cosa è e come affrontarlo; analisi di un problema non così lontano da noi" [The risk from laser: what it is and what it is like facing it; analysis of a problem which is thus not far away from us]. wwwold.unimib.it . Programma Corso di Formazione Obbligatorio (in Italian). University of Milano-Bicocca. p. 12. Archived from the original (Powerpoint presentation) on June 14, 2007 . Retrieved January 1, 2007 .
  16. ^ The Nobel Prize in Physics 1966 Presentation Speech by Professor Ivar Waller. Retrieved January 1, 2007.
  17. ^ "American Institute of Physics Oral History Interview with Joseph Weber" .
  18. ^ Bertolotti, Mario (2015), Masers and Lasers, Second Edition: An Historical Approach , CRC Press, pp. 89–91, ISBN 9781482217803 , retrieved March 15, 2016
  19. ^ Townes, Charles H. (1999). How the Laser Happened: Adventures of a Scientist , Oxford University Press , ISBN 9780195122688 , pp. 69-70.
  20. ^ Joan Lisa Bromberg, The Laser in America, 1950–1970 (1991), pp. 74–77 online
  21. ^ Maiman, T. H. (1960). "Stimulated optical radiation in ruby". Nature . 187 (4736): 493–494. Bibcode : 1960Natur.187..493M . doi : 10.1038/187493a0 .
  22. ^ Townes, Charles Hard . "The first laser" . University of Chicago . Retrieved May 15, 2008 .
  23. ^ Hecht, Jeff (2005). Beam: The Race to Make the Laser . Oxford University Press. ISBN 0-19-514210-1 .
  24. ^ "Researchers demonstrate new type of laser" . Phys.org . Retrieved 4 March 2017 .
  25. ^ Cassidy, M. C.; Bruno, A.; Rubbert, S.; Irfan, M.; Kammhuber, J.; Schouten, R. N.; Akhmerov, A. R.; Kouwenhoven, L. P. (2 March 2017). "Demonstration of an ac Josephson junction laser" . Science . 355 (6328): 939–942. arXiv : 1703.05404 Freely accessible . Bibcode : 2017Sci...355..939C . doi : 10.1126/science.aah6640 . Retrieved 4 March 2017 .
  26. ^ Nolen, Jim; Derek Verno. "The Carbon Dioxide Laser" . Davidson Physics . Retrieved 17 August 2014 .
  27. ^ Csele, Mark (2004). "The TEA Nitrogen Gas Laser" . Homebuilt Lasers Page . Archived from the original on September 11, 2007 . Retrieved September 15, 2007 .
  28. ^ "Deep UV Lasers" (PDF) . Photon Systems, Covina, Calif. Archived from the original (PDF) on 2007-07-01 . Retrieved May 27, 2007 .
  29. ^ The sharpest laser in the world
  30. ^ Schuocker, D. (1998). Handbook of the Eurolaser Academy . Springer. ISBN 0-412-81910-4 .
  31. ^ Bass, Michael; DeCusatis, Casimer; Enoch, Jay; Lakshminarayanan, Vasudevan; Li, Guifang; MacDonald, Carolyn; Mahajan, Virendra; Stryland, Eric Van (2009-11-13). Handbook of Optics, Third Edition Volume V: Atmospheric Optics, Modulators, Fiber Optics, X-Ray and Neutron Optics . McGraw Hill Professional. ISBN 9780071633147 .
  32. ^ C. Stewen, M. Larionov, and A. Giesen, "Yb:YAG thin disk laser with 1 kW output power", in OSA Trends in Optics and Photonics, Advanced Solid-State Lasers, H. Injeyan, U. Keller, and C. Marshall, ed. (Optical Society of America, Washington, D.C.., 2000) pp. 35–41.
  33. ^ Wu, X.; et al. (October 25, 2004). "Ultraviolet photonic crystal laser". Applied Physics Letters . 85 (17): 3657. arXiv : physics/0406005 Freely accessible . Bibcode : 2004ApPhL..85.3657W . doi : 10.1063/1.1808888 .
  34. ^ "Laser Diode Market" . Hanel Photonics . Retrieved Sep 26, 2014 .
  35. ^ "LASER Diode" . nichia.co.jp .
  36. ^ "Green Laser" . osram-os.com . August 19, 2015.
  37. ^ "Picolight ships first 4-Gbit/s 1310-nm VCSEL transceivers" . Laser Focus World Online . December 9, 2005. Archived from the original on March 13, 2006 . Retrieved May 27, 2006 .
  38. ^ Mayer, B., et al. "Monolithically integrated high-β nanowire lasers on silicon." Nano letters 16.1 (2015): 152-156.
  39. ^ Mayer, B., et al. "Long-term mutual phase locking of picosecond pulse pairs generated by a semiconductor nanowire laser." Nature Communications 8 (2017): 15521.
  40. ^ Mompart, J.; Corbalán, R. (2000). "Lasing without inversion" (PDF) . J. Opt. B: Quantum Semiclass. Opt . 2 (3): R7–R24. Bibcode : 2000JOptB...2R...7M . doi : 10.1088/1464-4266/2/3/201 . (Subscription required ( help )) .
  41. ^ Javan, A. (2000). "On knowing Marlan". Ode to a quantum physicist: A festschrift in honor of Marlan O. Scully . Elsevier.
  42. ^ F. J. Duarte , Tunable Laser Optics , 2nd Edition (CRC, New York, 2015) .
  43. ^ Baldwin, G. C.; Solem, J. C.; Gol'danskii, V. I. (1981). "Approaches to the development of gamma-ray lasers" . Reviews of Modern Physics . 53 : 687–744. Bibcode : 1981RvMP...53..687B . doi : 10.1103/RevModPhys.53.687 .
  44. ^ Baldwin, G. C.; Solem, J. C. (1995). "Recent proposals for gamma-ray lasers". Laser Physics . 5 (2): 231–239.
  45. ^ Baldwin, G. C.; Solem, J. C. (1997). "Recoilless gamma-ray lasers" . Reviews of Modern Physics . 69 (4): 1085–1117. Bibcode : 1997RvMP...69.1085B . doi : 10.1103/RevModPhys.69.1085 .
  46. ^ Baldwin, G. C.; Solem, J. C. (1982). "Is the time ripe? Or must we wait so long for breakthroughs?". Laser Focus . 18 (6): 6&8.
  47. ^ Solem, J. C. (1979). "On the feasibility of an impulsively driven gamma-ray laser". Los Alamos Scientific Laboratory Report LA-7898 . OSTI 6010532 .
  48. ^ Baldwin, G. C.; Solem, J. C. (1979). "Maximum density and capture rates of neutrons moderated from a pulsed source" . Nuclear Science & Engineering . 72 (3): 281–289.
  49. ^ Baldwin, G. C.; Solem, J. C. (1980). "Two-stage pumping of three-level Mössbauer gamma-ray lasers" . Journal of Applied Physics . 51 : 2372–2380. Bibcode : 1980JAP....51.2372B . doi : 10.1063/1.328007 .
  50. ^ Solem, J. C. (1986). "Interlevel transfer mechanisms and their application to grasers" . Proceedings of Advances in Laser Science-I, First International Laser Science Conference, Dallas, TX 1985 (American Institute of Physics, Optical Science and Engineering, Series 6) . 146 : 22–25.
  51. ^ Biedenharn, L. C.; Boyer, K.; Solem, J. C. (1986). "Possibility of grasing by laser-driven nuclear excitation" . Proceedings of AIP Advances in Laser Science-I, Dallas, TX, November 18–22, 1985 . 146 : 50–51.
  52. ^ Rinker, G. A.; Solem, J. C.; Biedenharn, L. C. (1988). "Calculation of harmonic radiation and nuclear coupling arising from atoms in strong laser fields" . Proceedings of SPIE 0875, Short and Ultrashort Wavelength Lasers, Los Angeles, CA, January 11, 1988 (International Society for Optics and Photonics) . 146 : 92–101.
  53. ^ Rinker, G. A.; Solem, J. C.; Biedenharn, L. C. (1987). "Nuclear interlevel transfer driven by collective outer shell electron excitations" . Proceedings of the Second International Laser Science Conference, Seattle, WA (Advances in Laser Science-II) Lapp, M.; Stwalley, W. C.; Kenney-Wallace G.A., eds. (American Institute of Physics, New York) . 160 : 75–86.
  54. ^ Solem, J. C. (1988). "Theorem relating spatial and temporal harmonics for nuclear interlevel transfer driven by collective electronic oscillation" . Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer . 40 (6): 713–715. Bibcode : 1988JQSRT..40..713S . doi : 10.1016/0022-4073(88)90067-2 .
  55. ^ Solem, J. C.; Biedenharn, L. C. (1987). "Primer on coupling collective electronic oscillations to nuclei" (PDF) . Los Alamos National Laboratory Report LA-10878 .
  56. ^ Solem, J. C.; Biedenharn, L. C. (1988). "Laser coupling to nuclei via collective electronic oscillations: A simple heuristic model study" . Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer . 40 (6): 707–712. Bibcode : 1988JQSRT..40..707S . doi : 10.1016/0022-4073(88)90066-0 .
  57. ^ Boyer, K.; Java, H.; Luk, T. S.; McIntyre, I. A.; McPherson, A.; Rosman, R.; Solem, J. C.; Rhodes, C. K.; Szöke, A. (1987). "Discussion of the role of many-electron motions in multiphoton ionization and excitation". Proceedings of International Conference On Multiphoton Processes (ICOMP) IV, July 13–17, 1987, Boulder, CA, Smith, S.; Knight, P.; eds. (Cambridge University Press, Cambridge, England) : 58. OSTI 10147730 .
  58. ^ Biedenharn, L. C.; Rinker, G. A.; Solem, J. C. (1989). "A solvable approximate model for the response of atoms subjected to strong oscillatory electric fields" . Journal of the Optical Society of America B . 6 (2): 221–227. Bibcode : 1989JOSAB...6..221B . doi : 10.1364/JOSAB.6.000221 .
  59. ^ a b Fildes, Jonathan (September 12, 2007). "Mirror particles form new matter" . BBC News . Retrieved May 22, 2008 .
  60. ^ Hecht, Jeff (May 2008). "The history of the x-ray laser". Optics and Photonics News . Optical Society of America. 19 (5): 26–33. Bibcode : 2008OptPN..19R..26H . doi : 10.1364/opn.19.5.000026 .
  61. ^ Robinson, Clarence A. (1981). "Advance made on high-energy laser". Aviation Week & Space Technology (February 23, 1981): 25–27.
  62. ^ Palmer, Jason (June 13, 2011). "Laser is produced by a living cell" . BBC News . Retrieved June 13, 2011 .
  63. ^ Malte C. Gather & Seok Hyun Yun (June 12, 2011). "Single-cell biological lasers" . Nature Photonics . 5 : 406–410. Bibcode : 2011NaPho...5..406G . doi : 10.1038/nphoton.2011.99 . Retrieved June 13, 2011 .
  64. ^ Charles H. Townes (2003). "The first laser" . In Laura Garwin; Tim Lincoln. A Century of Nature: Twenty-One Discoveries that Changed Science and the World . University of Chicago Press. pp. 107–12. ISBN 0-226-28413-1 . Retrieved February 2, 2008 .
  65. ^ Dalrymple B. E., Duff J. M., Menzel E. R. "Inherent fingerprint luminescence – detection by laser". Journal of Forensic Sciences , 22(1), 1977, 106–115
  66. ^ Dalrymple B. E. "Visible and infrared luminescence in documents : excitation by laser". Journal of Forensic Sciences , 28(3), 1983, 692–696
  67. ^ Kincade, Kathy; Anderson, Stephen (January 1, 2005). "Laser Marketplace 2005: Consumer applications boost laser sales 10%" . Laser Focus World . Vol. 41 no. 1.
  68. ^ Steele, Robert V. (February 1, 2005). "Diode-laser market grows at a slower rate" . Laser Focus World . Vol. 41 no. 2.
  69. ^ "Green Laser 400 mW burn a box CD in 4 second" . YouTube . Retrieved December 10, 2011 .
  70. ^ "Laser Diode Power Output Based on DVD-R/RW specs" . elabz.com . Retrieved December 10, 2011 .
  71. ^ Peavy, George M. "How to select a surgical veterinary laser" . Aesculight . Retrieved March 30, 2016 .
  72. ^ Heller, Arnie, " Orchestrating the world's most powerful laser ." Science and Technology Review . Lawrence Livermore National Laboratory, July/August 2005. URL accessed May 27, 2006.
  73. ^ Schewe, Phillip F.; Stein, Ben (November 9, 1998). "Physics News Update 401" . American Institute of Physics. Archived from the original on June 14, 2008 . Retrieved March 15, 2008 .
  74. ^ PowerLabs CO 2 LASER! Sam Barros June 21, 2006. Retrieved January 1, 2007.
  75. ^ Maks, Stephanie. "Howto: Make a DVD burner into a high-powered laser" . Transmissions from Planet Stephanie . Retrieved April 6, 2015 .
  76. ^ "Police fight back on laser threat" . BBC News . April 8, 2009 . Retrieved April 4, 2010 .
  77. ^ Peter, Pae (March 19, 2009). "Northrop Advance Brings Era Of The Laser Gun Closer" . Los Angeles Times . p. B2.
  78. ^ "Missile Defense Umbrella?" . Center for Strategic and International Studies . Archived from the original on January 11, 2011.
  79. ^ "Schwartz: Get those AF boots off the ground" . airforcetimes.com.
  80. ^ Hodge, Nathan (February 11, 2011). "Pentagon Loses War To Zap Airborne Laser From Budget" . Wall Street Journal .
  81. ^ Butler, Amy (December 21, 2011). "Lights Out For The Airborne Laser". Aviation Week .
  82. ^ Luis Martinez (9 Apr 2013). "Navy's New Laser Weapon Blasts Bad Guys From Air, Sea" . ABC . Retrieved 9 April 2013 .
  83. ^ "Another world first for Artemis: a laser link with an aircraft" . European Space Agency. December 18, 2006 . Retrieved June 28, 2011 .
  84. ^ Boroson, Don M. (2005), Optical Communications: A Compendium of Signal Formats, Receiver Architectures, Analysis Mathematics, and Performance Characteristics , retrieved 8 Jan 2013
  85. ^ Steen Eiler Jørgensen (October 27, 2003). "Optisk kommunikation i deep space– Et feasibilitystudie i forbindelse med Bering-missionen" (PDF) . Dansk Rumforskningsinstitut . Retrieved June 28, 2011 . (Danish) Optical Communications in Deep Space, University of Copenhagen

Kusoma zaidi

Books
  • Bertolotti, Mario (1999, trans. 2004). The History of the Laser . Institute of Physics. ISBN 0-7503-0911-3 .
  • Bromberg, Joan Lisa (1991). The Laser in America, 1950–1970 . MIT Press. ISBN 978-0-262-02318-4 .
  • Csele, Mark (2004). Fundamentals of Light Sources and Lasers . Wiley. ISBN 0-471-47660-9 .
  • Koechner, Walter (1992). Solid-State Laser Engineering . 3rd ed. Springer-Verlag. ISBN 0-387-53756-2 .
  • Siegman, Anthony E. (1986). Lasers . University Science Books. ISBN 0-935702-11-3 .
  • Silfvast, William T. (1996). Laser Fundamentals . Cambridge University Press. ISBN 0-521-55617-1 .
  • Svelto, Orazio (1998). Principles of Lasers . 4th ed. Trans. David Hanna. Springer. ISBN 0-306-45748-2 .
  • Taylor, Nick (2000). LASER: The inventor, the Nobel laureate, and the thirty-year patent war . New York: Simon & Schuster. ISBN 0-684-83515-0 .
  • Wilson, J. & Hawkes, J.F.B. (1987). Lasers: Principles and Applications . Prentice Hall International Series in Optoelectronics, Prentice Hall . ISBN 0-13-523697-5 .
  • Yariv, Amnon (1989). Quantum Electronics . 3rd ed. Wiley. ISBN 0-471-60997-8 .
Periodicals

Viungo vya nje