U principiu di l 'azzioni chimique: funziunalità di radiazzioni di lu laser

Lu primu principiu di l 'azzioni di lu laser, chì hè basatu nantu a fisica di liggi radiazzioni di Planck, in tiurìa, Einstein in u 1917 fù ghjustificata. Iddu discrissi la absorption, spuntanea e stimulau lu raghji erani cù cuefficenti prubabilità (cuefficenti Einstein).

trailblazers

Teodor Meyman hè a prima à capisce lu principiu di l 'azzioni di lu laser rue, basatu supra l' Stazione òttica cù una rue intruti lumera lampu, rende la radiazzioni cuirenti cu na lunchizza di 694 nm.

In 1960, scinziati iraniana Javan è Bennett creatu u prima laser gasu cù mischji di Steuern Iddu è Ne in un rapportu di 1:10.

In lu 1962, R. N. Hall face una prima lu laser Diode fattu di mitallu arsenide (GaAs), Light a na lunchizza di 850 nm. Più tardi chì listessu annu, Nick Golonyak sviluppatu u prima teorija semiconductor quantisticu di lume visibili.

U dispusitivu è u principiu di laser

Ogni sistemu chimique include una spezia attivu optically serbit trà un paru di specchi tempu è assai liati, una dî quali hè vitreous, è una surgente lu putiri di pumping lu. Comu lu menzu 'intiressi pò cumportu comu un impurtente, liquidu o di gas, chi hannu la capacità à amplify u francese amplitude di l' onda lume passava à traversu lu internu cun raghji Stazione Mugheddu o di òttica. U bè chi serbit trà un paru di specchi cusì chì u lume, reflété à elli ogni tempu passa à traversu, è, ad avè raghjuntu un accrescimentu impurtante, entri a mità di specchiu.

ambiente étonnante

Guardà u principiu di l 'azzioni chimique incù una spezia attivu quale atomi hannu solu dui livelli energia: E tic E ₂ e basi _1. Sè l 'atomi attraversu un miccanisimu Stazione (scope, currenti purtata ilettricu o transmittance Emissio bumbardamentu) sò tic à un statu E _2, in uni pochi di nanoseconds ch'elli vultà à u postu di basi, radiating futòni energia hν = E ₂ - E _1. Sicondu a tiuria di Einstein, i missioni hè pruduttu in dui modi diversi: o hè addurmisciutu da un futòni, o di lu mangianu spuntaniamenti. In l 'anzianu casu, si faci pagare stimulau lu e la secunna - spuntanea. At equilibriu termichi, la prubbabbilitati di stimulated emission hè assai bassa chè a spuntanea (1:10 ^33), tantu chì più fonte lume chè cunvinziunali è lasing hè pussibili in i cundizioni tranni equilibriu termale.

Ancu cù una assai forti, sistemi Stazione-liveddu di a pupulazioni pò esse fatta nanz'à solu. Per quessa, per ghjunghje u un'inversione pupulazzioni, o altri mètudu Stazione otticu hè un sistemu three- o quattru-livellu.

sistemu multi-livellu

Cosa hè u principiu di u laser avi tri-livellu? U irradiation di lume càrricu di ultrahigh ν ₀₂ pump, su un grande numeru di atomi da u più bassu liveddu di energia E ₀ è E ₂ di u supranu. passaggiu Radiationless cù l 'atomi E ₂ à E ₁ stabilisci à un'inversione pupulazione trà E ₁ è E _0, chì in pratica hè pussibili solu quandu u atomi sò un longu tempu in un statu metastable E _1, e lu passaggiu da E ₁ a E ₂ mangianu rapidamenti. U principiu di sistema di un laser avi tri-livellu hè in issi cundizioni, tantu chì trà E ₀ è E _1, u un'inversione pupulazione hè truvatu è hè Chjami energia futòni E ₁ -e ₀ pagare stimulau. Largu liveddu E ₂ pussutu fà cresce u catalogu lunchizza absorption to pump più intensivi, favurèvuli à a crescita di a missioni stimulau.

Tri-livellu sistema hè un putere assai altu Stazione dipoi u liveddu di bassa, sò ingaghjati in a generazione, ghjè una basa. In stu casu, in ordine à un'inversione pupulazione successa à u statu E ₁ esse pump di più chè a mità di u numaru tutali di atomi. In stu casu, u energia hè disfatta. U putere béton ponu esse assai ridutta se lu liveddu lasing bassa ùn hè micca a basa, chì hè almenu un sistemu di quattru-livellu.

Segunda a natura di u bè attivu, lu laser sunu classatu in trè categorie di basi, û masiv, liquidu e di gas. Dapoi u 1958, quandu i primi sèculi fu osservatu à un cristal rue, scentifichi è circadori anu studiatu un larga gamma di materia in ogni categuria.

chimique parchet-statu

U funziunamentu hè basatu nantu à l 'usu di una spezia attivu chì hè furmatu agghiuncennu un metallu cristal lattice passaggiu insulating (Ti ^+3, Cr ^+3, V ^+2, Co ^+2, Violetta ^+2, Fe ^+2, è cetara è cetara. D.) , IONS terra, raru (Ce ^+3, Pr ^+3, Nd ^+3, Fad ^+3, Sm ^+2, Eu ^{+ 2 + 3,} Tb ^+3, AZ ^+3, Ho ^+3, Er ^+3, ytterbium ⁺³ , et al.), e lu Manualetto di linguistica cume u ^+3. L'âme energia di u IONS rispunsevuli solu per i sèculi. proprietà fisiche di u materiale, un'idea, cume giant termichi è espansione termichi sò impurtanti à u funziunamentu efficacità di u laser. Location lattice di atomi intornu à un Ion doped cancia u so livelli energia. Different diverse di leva in onda in u medie attivi sò truvatu da tricheur parechji materiali in u listessu Ion.

chimique Olmiu

Un esempiu di lu laser parchet-statu hè una teorija quantum, allora Olmiu atomu Jè lu matiriali basi di l 'lattice cristallo. Ho: nourriture hè unu di i migliori materiali lasing. U principiu di sistema di lu laser Olmiu hè chì aluminum garnet Ittriu doped cun IONS Olmiu, optically pump da lumera lampu è emetti a na lunchizza di 2097, s nm in u catalogu infrarouge hè beni assurbutu da i tessuti. Utilizà stu lu laser di funziunamentu di u ca n'hannu junciutu, malu Nicrazine, à vaporize Leoni cancru, ê è gallstones.

A teorija semiconductor quantistica

laser bè Quantum sò inexpensive Francesco, permette di pruduzzioni di massa è sò facili scalable. U principiu iavanu di lu laser semiconductor basatu supra l 'usu d' imbrancamentu P pn-Diode, chi pruduci lume di na certa lunchizza di l 'pisciculture di u traspurtadore at a lu priggiudizziu pusitivi, comu LEDs. LED emettini spuntaniamenti e diodes chimique - malattia fungosa. A rializzari lu un'inversione cundizzioni a pupulazioni, i currenti sistema ùn trapassa u zogliu. U medie attiva à un Diode semiconductor hà una vista di u spaziu di cunnessione di Bonifacio dui-tridiminsiunali.

U principiu di funziunamentu di stu tipu di lu laser hè chì à tene giant hè necessariu ùn specchiu esterni. A capacità riflessivo, creatu a causa di l 'accogliu refractive Bonifacio, e riflessione internu di u medie attivu, hè bastatu per stu prugettu. U supirfici fine s'attaccarà diodes chì accerta supirfici liati à tempu.

I cumposti furmati da u materiale semiconductor di u listessu tippu hè chjamata una homojunction, comu stabbilutu di culligamentu dui differente - heterojunction.

Semiconductors di P p è Traduction tippu cù un altu foltu di purtatori di furmari un œil-Traduction-imbrancamentu cù una assai magre (≈1 mm) drop depleted.

lu laser a gas

U principiu di funziunamentu è usu di stu tipu di lu laser parmetti à creà i dispusitivi di guasi ogni putere (da milliwatts à megawatts) è wavelengths (da ul ultraviolet à infrarouge) è pò upirari in manèri pulsed e cuntinua. Basatu nantu à a natura di u regista attivu, ci sò trè tippi di laser a gas, û atomicu, celu e muliculari.

Most laser a gas pump par purtata ilettricu. A lu littroni in u tubu purtata sò accelerated da u campu ilettricu trà i electrodes. Iddi collide cun atumi, IONS o mulèculi di una spezia attivu è Invitanu passaggiu a liveddu di energia supiriuri a ghjunghje un statu di un'inversione a pupulazioni è stimulated emission.

chimique traces

U principiu di l 'azzioni chimique hè basatu nantu à u fattu chì, comu li atomi isulatu è IONS in laser atomicu è Ion mulèculi pussede grossi ri energia di livelli energia discrete. In più, ogni livellu energia Emissio hà una grande numaru di livelli vibrational, è quelli chì a turnu - un pocu rutaziunali.

L'energia trà l 'âme energia Emissio hè in i rigioni UV è vede di u peni, mentri trà l' âme vibrational-rutaziunali - in i rughjoni di luntanu è vicinu à infrarouge. Cusì, a maiò parti di l 'laser traces travaglià in una rigioni luntanu o vicinu à-infrarouge.

laser excimer

Excimers sò tali mulècula cum'è Arf, KrF, XeCl, chì sò divisi statu terra, la stadda e lu primu livellu. U principiu di funziunamentu di lu laser prossimu. Cerchi, u numeru in u statu in terra di u mulèculi è chjuchi, accussì lu Stazione diretta da u statu terra, ùn hè micca pussibule. U mulèculi furmati in u primu Statu ilittronica tic da un cumposti avè un altu halides energia cu Steuern inerte. U un'inversione pupulazione hè truvatu facili dipoi u numeru di mulèculi à un liveddu di basi hè troppu bassu, paragunatu cun u tic. U principiu di l 'azzioni chimique, in cortu, hè a prima da un statu ilittronica tic liatu à una dissoziativer statu terra. A pupulazione di u statu terra hè sempre à un livellu bassu, parchì a stu puntu la mulècula dissociate in atomi.

U principiu di lignu e laser cunsisti in chi lu tubu purtata hè pienu incù un mistu di halide (F ₂₎ e di gas raru (Ar). A lu littroni a lu dissociate è ionisation u mulèculi halide è creà IONS negativu. IONS pusitivu Ar ⁺ è negativa F ^- miroir è elaburazione di mulèculi Arf in lu primu Statu tic assuciata incù u allungamentu passaggiu di l 'certu statu basi e generazione di raghji ammaniti. chimique Excimer, u principiu di l 'azzioni è l' usu di cui avemu sò avà p'asempiu, pò essiri usata pi la Stazione di u medie attiva di u Ciel.

chimique liquidu

Cunfrontu cù Gennaio, liquids sò più homogeneous e hannu un supiriuri foltu di atomi attivu, a paraguni cu Steuern. In più di quessa, ch'elli ùn sò difficiule à fà, permette facili dissipazioni u caldu è si pò facirmenti rimpiazzati. U principiu di l 'azzioni di lu laser veni usatu comu nu menzu' intiressi di Ciel AB, cume DCM (4-dicyanomethylene-2-calcium-6-p- dimethylaminostyryl-4H-pyran), rhodamine, styryl, dietz, Cumarina, stilbene, e lu comu. D ., annu in un surventi degne. A suluzione di u mulèculi Ciel hè tic da i radiazzioni ca lunchizza hà una bona studium absorption. U principiu di l 'azzioni chimique, in cortu, è a facenu a na lunchizza più, chiamatu virdi. A sfarenza trà i energia assurbutu è futòni tenta usatu transitions energia nonradiative e caluri u sistemu.

Dimarchja à ruban fluoriscenza laser liquidu hà una funzione unique - Tuning lunchizza. U principiu di funziunamentu è usu di stu tipu comu lu laser tunable è i surghjente luci cuirenti, hè addivintannu sempri cchiù mpurtanti in spectroscopy, holography, è in appiicazioni G..

Recently, laser sò statu usatu ppi dye di siparazzioni accumulateur. In stu casu, lu laser Variante passiuneghjani unu d 'iddi, prompting principiatu una riazzioni chìmica.