Qu’est-ce qu’un laser? Quel est le principe du laser?

  20 Jun , 2020         Chris         9294

La lumière ordinaire est un rayonnement spontané, mais le laser est stimulé par le rayonnement. La lumière émise par les lampes électriques ordinaires provient généralement du rayonnement spontané. Dans la lampe à incandescence la plus simple, par exemple, un courant électrique est d’abord appliqué au filament, et le filament se réchauffe. À ce stade, les électrons externes des atomes du filament absorbent la chaleur et sautent de niveaux d’énergie inférieurs à plus élevés. Les caractéristiques du rayonnement spontané est entre chaque photon sont indépendants les uns des autres, pas de règles, de sorte que la lumière dans toutes les directions de la lumière ordinaire, et la fréquence du rayonnement n’est pas sûr, comme la lumière blanche des cheveux de la lampe fluorescente contient sept lumière monochromatique, lumière jaune de lampe à incandescence n’est pas vraiment la lumière monochromatique, mais contient une certaine largeur du spectre.

      La raison pour laquelle le laser est différent de la source lumineuse ordinaire est que son mécanisme de luminescence est stimulé par le rayonnement. Avant d’introduire l’émission stimulée, regardons l’origine du laser nom. Vous connaissez probablement le nom anglais de Laser, « Laser » est une translitération du mot anglais Laser.This mot n’est pas inventé à partir de l’air mince, mais est dérivé de l’acronyme Amplification de la lumière par l’émission stimulée de rayonnement, ce qui signifie « Light Amplification par l’émission stimulée de rayonnement ».

Rayonnement spontané (à gauche) et rayonnement stimulé (à droite)


 

 Les deux lignes horizontales horizontales E2 et E1 de la figure représentent le niveau d’énergie de l’électron. Plus le niveau d’énergie est élevé, plus le niveau d’énergie de l’électron est élevé. Sur le côté gauche, l’émission spontanée de l’électron saute du niveau d’énergie élevé au faible niveau d’énergie, et en même temps, il irradie un photon dont l’énergie est égale à la différence d’énergie entre les deux niveaux d’énergie. L’émission stimulée est le processus d’émission d’un photon identique sous l’action d’un photon externe, ce qu’on appelle l’émission stimulée. Ici encore, le h nu est l’énergie d’un photon, où H est la constante de Planck et peut être laissé seul, et nu est la fréquence de la lumière, qui détermine directement la couleur de la lumière que nous voyons, chaque fréquence correspond à une certaine couleur

   Le principe de la production laser est stimulé par l’émission, ce qui est en fait très simple. Einstein a proposé cette théorie dès 1916.Mais il a fallu 44 ans pour construire un laser stable. Le laser a trois éléments principaux : la matière de travail, la source de pompage (ou source d’excitation), le résonateur. La « question de travail » était la substance lumineuse, l’équivalent d’un filament (dans le cas du premier laser, la matière de travail était rubis); La source de la pompe, simplement comprise comme une source d’énergie, pompe en permanence les électrons du matériau de travail du niveau inférieur au niveau supérieur par l’électrification, qui est le fournisseur d’énergie du laser. La cavité résonnante est en fait deux miroirs. Les photons émis spontanément sont tournés dans toutes les directions, et la plupart d’entre eux s’échappent, mais les photons émis verticalement sont reflétés en arrière, et le processus d’émission stimulée et d’amplification est le processus de « sélection naturelle » de la cavité résonante. Le miroir sur la gauche est complètement réfléchie, le miroir sur la droite peut passer par partie, partie de réflexion, à travers cette partie devient la sortie laser, reflétant cette partie que le capital d’investissement continue à agrandir, a finalement formé une sortie laser continue et stable. Notez ici que la cavité résonateur est appelée cavité plate si elle est composée de deux miroirs;Il peut également se composer d’un miroir plan et un miroir concave, appelé une cavité plane.

    Pour le laser de haute puissance, ce n’est pas comme le pointeur laser peut continuer à émettre de la lumière, mais le type d’impulsion: d’abord laisser le laser dans le résonateur constamment oscillant amplification, pas de sortie; Attendez l’accumulation d’une certaine quantité d’énergie, puis relâchez tout. Cette sortie d’impulsion laser est non seulement haute énergie, mais aussi très courte durée d’impulsion, peut atteindre la magnitude femtoseconde (10-15 s), c’est-à-dire, en si peu de temps, toute la lumière est libérée, d’où la puissance de pointe extrêmement élevée, de sorte que ce laser est souvent appelé laser ultra-rapide.

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