Pojačavanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja ili ukratko laser, je uređaj koji stvara i pojačava elektromagnetno zračenje određene frekvencije kroz proces stimulirane emisije. U laseru, svi zraci svetlosti imaju istu talasnu dužinu i koherentni su; mogu putovati na velike udaljenosti bez difuzije.
Da bismo razumjeli kako laseri rade, moramo razumjeti kako atom daje svjetlost. Atom je najmanja čestica na svijetu i sadrži elektrone. Uvođenjem dodatnog fotona u atom, elektroni su prisiljeni da se pomaknu na viši energetski nivo i sada je atom u pobuđenom stanju. Međutim, pobuđeni atom je nestabilan i elektroni uvijek pokušavaju da se vrate u osnovno stanje, otpuštajući tako višak energije koju je prvobitno dobio, kao foton svjetlosnog zračenja. Ovaj proces se naziva spontana emisija, kao što je prikazano na slici ispod. 1.
Laser sadrži komoru u kojoj se pobuđuju atomi medija, dovodeći njihove elektrone u više orbite sa višim energetskim stanjima. Kada jedan od ovih elektrona skoči u niže energetsko stanje, on odaje svoju dodatnu energiju kao foton sa određenom frekvencijom. Uvođenjem više fotona u sistem, fotoni će na kraju naići na drugi atom s pobuđenim elektronom, koji će stimulirati taj elektron da se vrati u prvobitno stanje, emitujući dva ili više fotona sa istom frekvencijom kao i prvi iu fazi s njim. . Ovaj efekat kaskade kroz komoru, neprestano stimulišući druge atome da emituju još koherentnije fotone, a ovaj proces se naziva stimulisana emisija. Drugim riječima, svjetlost je pojačana, kao što je prikazano ispod na slici 2
Nadalje, ogledala na oba kraja komore uzrokuju da se svjetlost odbija naprijed-nazad preko medija. Jedno od ogledala je djelimično providno, što omogućava laserskom snopu da izađe iz tog kraja komore. Održavanjem dovoljnog broja atoma u mediju vanjskim izvorom energije u višem energetskom stanju, emisije se kontinuirano stimuliraju, a ovaj proces se naziva inverzija populacije. Konačno, stvara tok koherentnih fotona koji je vrlo koncentrisan snop snažnog laserskog svjetla. Laseri imaju mnoge industrijske, vojne i naučne upotrebe, uključujući zavarivanje, detekciju ciljeva, mikroskopsku fotografiju, optička vlakna, hirurgiju itd.
Vrste lasera:
Postoji mnogo različitih tipova lasera, a ispod je pet glavnih tipova.
1. Gasni laseri – npr. HeNe gasni laser i CO2 laseri koji emituju stotine vati snage. Obično se koriste za rezanje i zavarivanje u industriji.
2. Hemijski laseri – pogonjeni hemijskom reakcijom koja dozvoljava veliku količinu energije, uglavnom za vojnu upotrebu i veoma velike talasne dužine. Pr. Vodonik fluorid laser 2700nm.
3. Solid-state laseri – optički pumpani upotrebom čvrstog medija koji je dopiran, kao što je kristalno dopirano jonima ili staklo. Primjer bi bio laserski pokazivač.
4. Fiber laseri – svjetlost se vodi zbog unutrašnje refleksije u optičkom vlaknu. Danas su nadaleko poznati po svojoj velikoj izlaznoj snazi i visokom optičkom kvalitetu, kao i dugom vijeku trajanja. Razlog tome su svojstva vlakana koja daju visok odnos površine i zapremine, što omogućava efikasno hlađenje kada podržavaju kilovate kontinualne izlazne snage. Svojstva vođenja talasa vlakana pomažu u održavanju jačine signala i minimiziranju izobličenja. Fiber laseri se danas široko koriste za telekomunikacije koje se prostiru u regionima dugim nekoliko kilometara.
5. Poluprovodnički laseri – električno pumpani
a) Diode koje emituju svetlost (LED) – U diodi formiranoj od poluprovodnika sa direktnim razmakom pojasa, kao što je galijev arsenid, nosači koji prelaze spoj emituju fotone kada se rekombinuju sa glavnim nosačem na drugoj strani. U zavisnosti od materijala, mogu se proizvesti talasne dužine (ili boje) od infracrvenog do skoro ultraljubičastog. Sve LED diode proizvode nekoherentno svjetlo uskog spektra. LED diode se takođe mogu koristiti kao fotodiode niske efikasnosti u signalnim aplikacijama. LED može biti uparen sa fotodiodom ili fototranzistorom u istom paketu kako bi se formirao opto-izolator.
b) Laserske diode – Kada se struktura slična LED diodama nalazi u rezonantnoj šupljini formiranoj poliranjem paralelnih krajnjih površina, može se formirati laser. Laserske diode se obično koriste u optičkim uređajima za skladištenje i za optičku komunikaciju velike brzine.
Laserska dioda je laser u kojem je medij poluvodič, formiran od pn spoja, kao što je prikazano na slici 3, a napaja se električnom strujom. Za različite tipove struktura laserskih dioda, molimo pogledajte Dodatak 3. U osnovi, laserska dioda je kombinacija poluvodičkog čipa koji emituje koherentnu svjetlost i čipa fotodiode monitora za kontrolu izlazne snage povratnom spregom, u hermetički upakovanom i zatvorenom kućištu.
Poluvodički materijali koji se koriste za stvaranje dioda pn spoja koje emituju svjetlost danas su: galijum arsenid, indijum fosfid, galijum antimonid i galijum nitrid. Razlog zašto se oni koriste je zbog tri-pet svojstava jedinjenja u hemijskom periodnom sistemu. Materijali moraju biti jako dopirani da bi se stvorili P – N regioni, što isključuje druge, ostavljajući grupe tri do pet idealne opcije.
Njihove talasne dužine mogu se podesiti promjenom omjera kompozicije. Na primjer, talasna dužina laserskog snopa proizvedenog od InP supstrata može se povećati povećanjem sadržaja indija ili smanjenjem procenta sadržaja fosfata. Veća talasna dužina obično ukazuje na veću udaljenost putovanja.
Prema Wikipediji, laserske diode su brojčano najčešći tip lasera, sa prodajom od približno 733 miliona diodnih lasera u 2004. godini, u poređenju sa 131,000 drugih vrsta lasera. Laserske diode nalaze široku upotrebu u telekomunikacijama kao lako modulirani i lako spojeni izvori svjetlosti za komunikaciju optičkim vlaknima.
Brandnew može ponuditi diodne lasere i sisteme velike snage u širokom rasponu izlaznih snaga i valnih dužina uključujući laserski čip, lasersku diodu spojenu s vlaknima, jednobarsku i niz diodnih lasera velike snage. Snage BrandNewsa su u talentiranim zaposlenicima, inženjeringu kvaliteta, kontroli procesa, razvoju proizvoda i masovnoj proizvodnji. Naš asortiman proizvoda daje ovaj osjećaj našim kupcima koji brzo shvate da im naša rješenja pomažu da uštede vrijeme u njihovom RD fotonskom sistemu i integracijskom radu.
Naša adresa
B{0}} Ruiding Mansion, br. 200 Zhenhua Rd, Xihu Distrikt
Broj telefona
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
