Лазер ба энгийн гэрлийн хоорондох ялгаа, лазер хэрхэн үүсдэгийг ойлгох

Лазер технологи нь үйлдвэрлэлээс эхлээд эрүүл мэндийн салбар хүртэл янз бүрийн салбарт хувьсгал хийсэн. Гэхдээ лазерын гэрэл энгийн гэрлээс юугаараа ялгаатай вэ? Энэ нийтлэл нь лазер үүсгэх үндсэн ялгаа, үндсэн үйл явцыг судлах болно.

Лазер ба энгийн гэрлийн хоорондох ялгаа

1. Монохроматик байдал: Лазер гэрэл нь маш сайн монохромат шинж чанартай бөгөөд энэ нь маш нарийн спектрийн шугамын өргөнтэй нэг долгионы уртаас бүрддэг гэсэн үг юм. Үүний эсрэгээр, энгийн гэрэл нь олон долгионы урттай холимог бөгөөд илүү өргөн хүрээтэй байдаг.

2. Гэрэлтүүлэг ба эрчим хүчний нягтрал: Лазер туяа нь онцгой өндөр гэрэл гэгээтэй, эрчим хүчний нягтралтай тул жижиг талбайд эрчимтэй хүчийг төвлөрүүлэх боломжийг олгодог. Энгийн гэрэл нь харагдах боловч тод байдал, энергийн концентраци мэдэгдэхүйц бага байдаг. Лазерын эрчим хүчний өндөр гаралтаас шалтгаалан үйлдвэрлэлийн усны хөргөгч зэрэг хөргөлтийн үр дүнтэй шийдэл нь тогтвортой ажиллагааг хангах, хэт халалтаас урьдчилан сэргийлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.

3. Чиглэл: Лазер туяа нь бага зэрэг зөрүүтэй өнцгийг хадгалж, маш параллель байдлаар тархаж чаддаг. Энэ нь лазерыг нарийвчлалтай хэрэглэхэд тохиромжтой болгодог. Харин энгийн гэрэл нь олон чиглэлд цацарч, ихээхэн тархалтад хүргэдэг.

4. Тохиромжтой байдал: Лазерын гэрэл нь маш уялдаатай, өөрөөр хэлбэл долгион нь жигд давтамж, фаз, тархалтын чиглэлтэй байдаг. Энэхүү уялдаа холбоо нь голограф, шилэн кабелийн холбоо зэрэг програмуудыг ашиглах боломжийг олгодог. Энгийн гэрэлд ийм уялдаа холбоо байхгүй, долгион нь санамсаргүй үе шат, чиглэлийг харуулдаг.

Лазер гэрэл хэрхэн үүсдэг

Лазер үүсгэх үйл явц нь өдөөгдсөн ялгаруулалтын зарчим дээр суурилдаг. Үүнд дараах алхмууд орно:

1. Эрчим хүчний өдөөлт: Лазер орчин дахь атом эсвэл молекулууд (хий, хатуу эсвэл хагас дамжуулагч гэх мэт) гадаад энергийг шингээж, электронуудыг илүү өндөр энергийн төлөвт шилжүүлдэг.

2. Популяцийн урвуу байдал: Доод энергитэй байхаас илүү өдөөгдсөн төлөвт илүү олон тоосонцор оршин тогтнох нөхцөл бий болж, популяцийн урвуу байдлыг бий болгодог нь лазерын үйл ажиллагааны чухал шаардлага юм.

3. Өдөөгдсөн ялгаруулалт: Өдөөгдсөн атом нь тодорхой долгионы урттай ирж буй фотонтой тулгарах үед ижил фотоныг гаргаж, гэрлийг өсгөдөг.

4. Оптик резонанс ба олшруулалт: Ялгарсан фотонууд нь оптик резонатор (хос толин тусгал) дотор тусч, илүү олон фотон өдөөх тусам тасралтгүй нэмэгддэг.

5. Лазер туяа гаралт: Эрчим хүч нь эгзэгтэй босгонд хүрмэгц хэсэгчилсэн тусгалтай толины тусламжтайгаар уялдаатай, өндөр чиглэлтэй лазер туяа цацарч, хэрэглэхэд бэлэн болно. Лазер нь өндөр температурт ажилладаг тул нэг үйлдвэрийн хөргөгч  температурыг зохицуулахад тусалдаг, лазерын тогтвортой ажиллагааг хангаж, төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.

Дүгнэж хэлэхэд лазерын гэрэл нь монохромат чанар, эрчим хүчний өндөр нягтрал, маш сайн чиглэл, уялдаа холбоотой шинж чанараараа ердийн гэрлээс ялгардаг. Лазер үүсгэх нарийн механизм нь түүнийг үйлдвэрлэлийн боловсруулалт, эмнэлгийн мэс засал, оптик холбоо гэх мэт хамгийн сүүлийн үеийн салбарт өргөнөөр ашиглах боломжийг олгодог. Лазер системийн үр ашиг, урт наслалтыг оновчтой болгохын тулд найдвартай ус хөргөгчийг хэрэгжүүлэх нь дулааны тогтвортой байдлыг зохицуулах гол хүчин зүйл юм.