Valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse emissiooniga ehk lühidalt laser on seade, mis tekitab ja võimendab spetsiifilise sagedusega elektromagnetkiirgust stimuleeritud kiirguse protsessi kaudu. Laseri puhul on kõigil valguskiirtel sama lainepikkus ja nad on koherentsed; nad võivad läbida pikki vahemaid ilma hajutamata.
Et mõista, kuidas laserid töötavad, peame mõistma, kuidas aatom valgust väljastab. Aatom on maailma väikseim osake ja see sisaldab elektrone. Sisestades aatomisse lisafootoneid, on elektronid sunnitud liikuma kõrgemale energiatasemele ja nüüd on aatom ergastatud olekus. Ergastatud aatom on aga ebastabiilne ja elektronid püüavad alati oma põhiolekusse tagasi saada, vabastades seetõttu algselt kogutud liigse energia valguskiirguse footonina. Seda protsessi nimetatakse spontaanseks emissiooniks, nagu on näidatud alloleval joonisel. 1.
Laser sisaldab kambrit, milles ergastatakse keskkonna aatomeid, viies nende elektronid kõrgematele orbiitidele kõrgema energia olekuga. Kui üks nendest elektronidest hüppab madalama energiaga olekusse, annab see oma lisaenergia konkreetse sagedusega footonina. Kui sisestate süsteemi rohkem footoneid, kohtuvad footonid lõpuks ergastatud elektroniga aatomiga, mis stimuleerib seda elektroni hüppama tagasi oma algolekusse, kiirgades kaks või enam footonit sama sagedusega kui esimene ja sellega faasis. . See efekt liigub läbi kambri, stimuleerides pidevalt teisi aatomeid kiirgama veelgi koherentsemaid footoneid ja seda protsessi nimetatakse stimuleeritud emissiooniks. Teisisõnu, valgust on võimendatud, nagu on näidatud allpool joonisel 2
Lisaks põhjustavad kambri mõlemas otsas olevad peeglid valguse edasi-tagasi põrgatamist läbi keskkonna. Üks peeglitest on osaliselt läbipaistev, võimaldades laserkiirel kambri sellest otsast väljuda. Säilitades keskkonnas piisava arvu aatomeid välise energiaallika abil kõrgema energiaga olekus, stimuleeritakse heitmeid pidevalt ja seda protsessi nimetatakse populatsiooni inversiooniks. Lõppkokkuvõttes loob see koherentsete footonite voo, mis on väga kontsentreeritud võimsa laservalguse kiir. Laseritel on palju tööstuslikke, sõjalisi ja teaduslikke kasutusvõimalusi, sealhulgas keevitamine, sihtmärkide tuvastamine, mikroskoopiline fotograafia, fiiberoptika, kirurgia jne.
Laseri tüübid:
Lasereid on palju erinevat tüüpi ja allpool on viis peamist tüüpi.
1. Gaaslaserid – nt. HeNe gaasilaser ja CO2 laserid, mis kiirgavad sadu vatti võimsust. Tavaliselt kasutatakse neid tööstuses lõikamiseks ja keevitamiseks.
2. Keemilised laserid – töötavad keemilise reaktsiooni teel, mis võimaldab suurel hulgal energiat, peamiselt sõjaliseks kasutuseks ja väga kõrge lainepikkusega. Nt Vesinikfluoriidlaser 2700nm.
3. Tahkislaserid – optiliselt pumbatud, kasutades tahket keskkonda, mis on legeeritud, näiteks ioonidega legeeritud kristalliline või klaas. Näiteks võib tuua laserkursori.
4. Fiiberlaserid – valgust juhitakse tänu sisepeegeldusele optilises kius. Need on tänapäeval laialt tuntud oma suure väljundvõimsuse ja kõrge optilise kvaliteedi ning pika eluea poolest. Põhjuseks on kiudude omadused, mis annavad suure pindala ja mahu suhte, mis võimaldab tõhusat jahutust, kui toetatakse kilovatti pidevat väljundvõimsust. Fiberi lainet juhtivad omadused aitavad säilitada signaali tugevust ja minimeerida moonutusi. Kiudlasereid kasutatakse tänapäeval laialdaselt telekommunikatsioonis, mis levib mitme kilomeetri pikkustes piirkondades.
5. Pooljuhtlaserid – elektriliselt pumbatavad
a) Valgusdioodid (LED) – dioodis, mis on moodustatud otsese ribalaiusega pooljuhist, näiteks galliumarseniidist, kiirgavad ristmikku ületavad kandjad footoneid, kui nad rekombineeruvad teise külje enamuskandjaga. Olenevalt materjalist võidakse tekitada lainepikkusi (või värve) infrapunast kuni ultraviolettkiirguseni. Kõik LED-id toodavad ebaühtlast kitsa spektriga valgust. LED-e saab kasutada ka madala efektiivsusega fotodioodidena signaalirakendustes. LED-i võib siduda samas pakendis oleva fotodioodi või fototransistoriga, et moodustada opto-isolaator.
b) Laserdioodid – kui LED-taoline struktuur asub paralleelsete otspindade poleerimisel moodustatud resonantsõõnes, saab moodustada laseri. Laserdioode kasutatakse tavaliselt optilistes salvestusseadmetes ja kiire optilise side jaoks.
Laserdiood on laser, mille keskkonnaks on pooljuht, mis on moodustatud pn-siirdest, nagu on näidatud joonisel 3, ja toiteallikaks on elektrivool. Erinevat tüüpi laserdioodide struktuuride kohta vaadake lisa 3. Põhimõtteliselt on laserdiood kombinatsioon koherentset valgust kiirgavast pooljuhtkiibist ja monitori fotodioodikiibist väljundvõimsuse tagasiside juhtimiseks hermeetiliselt pakendatud ja suletud korpuses.
Tänapäeval valgust kiirgavate pn-siirdedioodide loomiseks kasutatavad pooljuhtmaterjalid on: galliumarseniid, indiumfosfiid, galliumantimoniid ja galliumnitriid. Põhjus, miks neid kasutatakse, on keemilise perioodilise tabeli kolme-viie ühendi omaduse tõttu. Materjalid peavad olema tugevalt legeeritud, et luua P–N piirkonnad, mis välistavad teised, jättes rühmad kolm kuni viis ideaalseks valikuks.
Nende lainepikkusi saab reguleerida kompositsiooni suhet muutes. Näiteks saab InP substraadi poolt toodetud laserkiire lainepikkust suurendada indiumisisalduse suurendamise või fosfaadisisalduse protsendi vähendamisega. Pikem lainepikkus näitab tavaliselt pikemat teepikkust.
Wikipedia andmetel on laserdioodid arvuliselt kõige levinumad laseritüübid, 2004. aastal müüdi umbes 733 miljonit dioodlaserit, võrreldes 131,000 muud tüüpi laseritega. Laserdioodid leiavad laialdast kasutust telekommunikatsioonis kui kergesti moduleeritavad ja hõlpsasti ühendatavad valgusallikad fiiberoptilise side jaoks.
Brandnew võib pakkuda suure võimsusega dioodlasereid ja süsteeme laias valikus väljundvõimsuste ja lainepikkustega, sealhulgas laserkiip, fiibersidestatud laserdiood, üks riba ja suure võimsusega dioodlaseri massiiv. BrandNewsi tugevused on talendikad töötajad, kvaliteeditehnoloogia, protsesside juhtimine, tootearendus ja mahutootmine. Meie tootevalik annab selle tunde meie klientidele, kes mõistavad kiiresti, et meie lahendused aitavad säästa aega RD-fotooniliste süsteemide ja integratsioonitööde tegemisel.
Meie aadress
B-1508 Ruiding Mansion, nr 200 Zhenhua Rd, Xihu piirkond
Telefoninumber
0086 181 5840 0345
E-post
info@brandnew-china.com
