A stimulált sugárzáskibocsátással történő fényerősítés vagy röviden lézer olyan eszköz, amely meghatározott frekvenciájú elektromágneses sugárzást hoz létre és erősít fel stimulált emissziós folyamat révén. A lézerben az összes fénysugár azonos hullámhosszú és koherens; nagy távolságokat megtehetnek anélkül, hogy szétszóródnának.
A lézerek működésének megértéséhez meg kell értenünk, hogyan bocsát ki egy atom fényt. Az atom a világ legkisebb részecskéje, és elektronokat tartalmaz. Ha extra fotont viszünk be az atomba, az elektronok magasabb energiaszintre kényszerülnek, és most az atom gerjesztett állapotban van. A gerjesztett atom azonban instabil, és az elektronok mindig megpróbálnak visszajutni alapállapotába, így az eredetileg megszerzett többletenergiát fénysugárzás fotonjaként szabadítják fel. Ezt a folyamatot spontán emissziónak nevezzük, amint az alábbi ábrán látható. 1.
A lézer tartalmaz egy kamrát, amelyben egy közeg atomjait gerjesztik, és elektronjaikat magasabb energiaállapotú pályákra juttatják. Amikor ezen elektronok egyike alacsonyabb energiájú állapotba ugrik le, extra energiáját egy meghatározott frekvenciájú fotonként adja le. Ha több fotont viszünk be a rendszerbe, a fotonok végül egy másik atommal találkoznak egy gerjesztett elektronnal, ami arra készteti az elektront, hogy visszaugorjon eredeti állapotába, és két vagy több fotont bocsát ki az elsővel azonos frekvenciával és vele fázisban. . Ez a hatás kaszkádosan halad át a kamrán, folyamatosan stimulálva más atomokat, hogy még koherensebb fotonokat bocsátjanak ki, és ezt a folyamatot stimulált emissziónak nevezik. Más szavakkal, a fény felerősödött, amint az a 2. ábrán látható
Ezenkívül a kamra mindkét végén lévő tükrök hatására a fény ide-oda visszaverődik a közegben. Az egyik tükör részben átlátszó, így a lézersugár kiléphet a kamra azon végéből. Azáltal, hogy a közegben kellő számú atomot tartunk külső energiaforrással magasabb energiaállapotban, az emissziókat folyamatosan serkentjük, és ezt a folyamatot populációinverziónak nevezzük. Végső soron koherens fotonfolyamot hoz létre, amely erős lézerfény nagyon koncentrált sugara. A lézereknek számos ipari, katonai és tudományos felhasználása van, beleértve a hegesztést, a célfelderítést, a mikroszkópos fényképezést, a száloptikát, a sebészetet stb.
A lézer típusai:
Sok különböző típusú lézer létezik, és az alábbiakban az öt fő típust mutatjuk be.
1. Gázlézerek – pl. HeNe gázlézer és CO2 lézerek, amelyek több száz watt teljesítményt bocsátanak ki. Általában vágáshoz és hegesztéshez használják az iparban.
2. Kémiai lézerek – kémiai reakcióval működtetik, amely nagy mennyiségű energiát tesz lehetővé, főleg katonai felhasználásra és nagyon nagy hullámhosszon. Volt. Hidrogén-fluorid lézer 2700nm.
3. Szilárdtestlézerek – adalékolt szilárd közeg, például ionnal adalékolt kristály vagy üveg felhasználásával optikailag pumpálva. Példa erre a lézermutató.
4. Szállézerek – a fényt az optikai szál belső visszaverődése vezeti. Manapság széles körben ismertek nagy kimeneti teljesítményükről és kiváló optikai minőségükről, valamint hosszú élettartamukról. Ennek oka a szálak tulajdonságai, amelyek nagy felület/térfogat arányt adnak, ami hatékony hűtést tesz lehetővé, ha kilowatt folyamatos kimeneti teljesítményt támogat. A szál hullámvezető tulajdonságai segítenek fenntartani a jelerősséget és minimalizálni a torzítást. A szálas lézereket manapság széles körben használják a távközlésben, amelyek több kilométer hosszú régiókban terjednek el.
5. Félvezető lézerek – elektromosan szivattyúzva
a) Fénykibocsátó diódák (LED-ek) – A közvetlen sávszélességű félvezetőből, például gallium-arzenidből kialakított diódákban a csomóponton áthaladó hordozók fotonokat bocsátanak ki, amikor rekombinálódnak a másik oldalon lévő többségi vivővel. Az anyagtól függően hullámhosszak (vagy színek) keletkezhetnek az infravöröstől a közeli ultraibolya sugárzásig. Minden LED inkoherens, szűk spektrumú fényt állít elő. A LED-ek alacsony hatásfokú fotodiódákként is használhatók jelalkalmazásokban. A LED-et ugyanabban a csomagban egy fotodiódával vagy fototranzisztorral lehet párosítani, hogy opto-leválasztót képezzenek.
b) Lézerdiódák - Ha a párhuzamos végfelületek polírozásával kialakított rezonáns üregben LED-szerű szerkezet található, akkor lézer alakítható ki. A lézerdiódákat általában optikai tárolóeszközökben és nagy sebességű optikai kommunikációra használják.
A lézerdióda olyan lézer, amelyben a közeg egy félvezető, amelyet egy pn átmenet képez, amint az a 3. ábrán látható, és elektromos árammal táplálja. A különböző típusú lézerdióda-szerkezetek tekintetében lásd a 3. függeléket. A lézerdióda alapvetően egy koherens fényt kibocsátó félvezető chip és egy monitor fotodióda chip kombinációja, amely a teljesítmény visszacsatolását szabályozza, hermetikusan csomagolt és lezárt tokban.
A manapság fényt kibocsátó pn átmenet diódák létrehozására használt félvezető anyagok a következők: gallium-arzenid, indium-foszfid, gallium-antimonid és gallium-nitrid. Ezek használatának oka a kémiai periódusos rendszer három-öt vegyület tulajdonsága. Az anyagokat erősen adalékolni kell ahhoz, hogy P–N régiók jöjjenek létre, ami kizár másokat, így a 3-5 csoport az ideális választás.
Hullámhosszuk az összetétel arányának változtatásával állítható. Például az InP szubsztrát által előállított lézersugár hullámhossza növelhető az indiumtartalom növelésével vagy a foszfáttartalom százalékos csökkentésével. A hosszabb hullámhossz általában nagyobb utazási távolságot jelez.
A Wikipédia szerint a lézerdiódák számszerűen a legelterjedtebb lézertípusok, 2004-ben körülbelül 733 millió diódalézert adtak el, míg más típusú lézerek száma 131,{3}}. A lézerdiódákat széles körben használják a telekommunikációban, mint könnyen modulálható és könnyen csatlakoztatható fényforrásokat a száloptikai kommunikációhoz.
A Brandnew nagy teljesítményű dióda lézereket és rendszereket kínál a kimeneti teljesítmények és hullámhosszok széles skálájában, beleértve a lézerchipeket, a szálas csatolású lézerdiódákat, az egysávos lézert és a nagy teljesítményű dióda lézertömböt. A BrandNews erősségei a tehetséges alkalmazottak, a minőségi tervezés, a folyamatirányítás, a termékfejlesztés és a mennyiségi gyártás. Termékpalettánk ezt az érzést adja ügyfeleinknek, akik gyorsan megértik, hogy megoldásaink segítségével időt takaríthatnak meg RD fotonikus rendszerük és integrációs munkájuk során.
A címünk
B-1508 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Telefonszám
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
