Лазер мен қарапайым жарықтың арасындағы айырмашылықтарды және лазердің қалай пайда болатынын түсіну

Лазерлік технология өндірістен денсаулық сақтау саласына дейінгі әртүрлі салаларда төңкеріс жасады. Бірақ лазер сәулесінің қарапайым жарықтан айырмашылығы неде? Бұл мақала негізгі айырмашылықтарды және лазерлік генерацияның негізгі процесін зерттейді.

Лазер мен қарапайым жарық арасындағы айырмашылықтар

1. Монохроматтылық: Лазерлік сәуленің тамаша монохроматикалық қасиеті бар, яғни ол өте тар спектрлік сызық ені бар бір толқын ұзындығынан тұрады. Керісінше, қарапайым жарық бірнеше толқын ұзындығының қоспасы болып табылады, нәтижесінде спектр кеңірек болады.

2. Жарықтық және энергия тығыздығы: Лазерлік сәулелер өте жоғары жарықтылыққа және энергия тығыздығына ие, бұл оларға қарқынды қуатты шағын аумақта шоғырландыруға мүмкіндік береді. Қарапайым жарық көрінгенімен, жарықтығы мен энергия концентрациясын айтарлықтай төмендетеді. Лазерлердің жоғары энергия шығысына байланысты өнеркәсіптік су салқындатқыштары сияқты тиімді салқындату шешімдері тұрақты жұмысты қамтамасыз ету және қызып кетудің алдын алу үшін өте маңызды.

3. Бағыттылық: Лазерлік сәулелер кішігірім дивергенция бұрышын сақтай отырып, өте параллельді түрде тарай алады. Бұл лазерлерді дәлдікпен қолдану үшін тамаша етеді. Қарапайым жарық, керісінше, бірнеше бағытта таралады, бұл айтарлықтай дисперсияға әкеледі.

4. Үйлесімділік: Лазерлік жарық өте когерентті, яғни оның толқындарының біркелкі жиілігі, фазасы және таралу бағыты бар. Бұл үйлесімділік голография және талшықты-оптикалық байланыс сияқты қолданбаларға мүмкіндік береді. Кәдімгі жарықта мұндай когеренттілік жоқ, оның толқындары кездейсоқ фазалар мен бағыттарды көрсетеді.

Лазерлік сәуле қалай пайда болады

Лазерді генерациялау процесі ынталандырылған сәуле шығару принципіне негізделген. Ол келесі қадамдарды қамтиды:

1. Энергетикалық қозу: Лазерлік ортадағы атомдар немесе молекулалар (мысалы, газ, қатты немесе жартылай өткізгіш) электрондарды жоғары энергия күйіне ауыстыра отырып, сыртқы энергияны жұтады.

2. Популяцияның инверсиясы: Төменгі энергетикалық күйге қарағанда қоздырылған күйде көбірек бөлшектер болатын жағдайға қол жеткізіледі, бұл популяцияның инверсиясын жасайды - лазер әрекеті үшін маңызды талап.

3. Ынталандырылған эмиссия: Қозған атом белгілі бір толқын ұзындығының келетін фотонымен кездескенде, жарықты күшейтіп, бірдей фотонды шығарады.

4. Оптикалық резонанс және күшейту: Шығарылатын фотондар оптикалық резонатордың (бір жұп айна) ішінде шағылысып, көбірек фотондар ынталандырылған сайын үздіксіз күшейеді.

5. Лазер сәулесінің шығысы: Энергия сыни шекке жеткенде, когерентті, жоғары бағытталған лазер сәулесі қолдануға дайын жартылай шағылысатын айна арқылы шығарылады. Лазерлер жоғары температурада жұмыс істейтіндіктен, ан өнеркәсіптік салқындатқыш  температураны реттеуге көмектеседі, лазердің тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді және жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартады.

Қорытындылай келе, лазер сәулесі өзінің бірегей қасиеттеріне байланысты қарапайым жарықтан ерекшеленеді: монохроматикалық, жоғары энергия тығыздығы, тамаша бағыттылық және когеренттілік. Лазерлік генерацияның дәл механизмі оны өнеркәсіптік өңдеу, медициналық хирургия және оптикалық байланыс сияқты алдыңғы қатарлы салаларда кеңінен қолдануға мүмкіндік береді. Лазерлік жүйенің тиімділігі мен ұзақ қызмет ету мерзімін оңтайландыру үшін сенімді су салқындатқышты енгізу термиялық тұрақтылықты басқарудың негізгі факторы болып табылады.