تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع، أو الليزر باختصار، هو جهاز يقوم بإنشاء وتضخيم الإشعاع الكهرومغناطيسي بتردد معين من خلال عملية الانبعاث المحفز. في الليزر، جميع أشعة الضوء لها نفس الطول الموجي وتكون متماسكة؛ يمكنهم السفر لمسافات طويلة دون نشرها.
لفهم كيفية عمل الليزر، يجب علينا أن نفهم كيف تصدر الذرة الضوء. الذرة هي أصغر جسيم في العالم، وتحتوي على إلكترونات. من خلال إدخال فوتون إضافي إلى الذرة، تضطر الإلكترونات إلى الانتقال إلى مستوى طاقة أعلى، والآن تكون الذرة في حالة مثارة. ومع ذلك، فإن الذرة المثارة غير مستقرة وتحاول الإلكترونات دائمًا العودة إلى حالتها الأرضية، وبالتالي تطلق الطاقة الزائدة التي اكتسبتها في الأصل، على شكل فوتون من الإشعاع الضوئي. وتسمى هذه العملية بالانبعاث التلقائي، كما هو موضح في الشكل أدناه. 1.
يحتوي الليزر على حجرة يتم فيها إثارة ذرات الوسط، مما ينقل إلكتروناتها إلى مدارات أعلى ذات حالات طاقة أعلى. عندما يقفز أحد هذه الإلكترونات إلى حالة طاقة أقل، فإنه يطلق طاقته الإضافية على شكل فوتون بتردد محدد. من خلال إدخال المزيد من الفوتونات إلى النظام، ستواجه الفوتونات في النهاية ذرة أخرى بها إلكترون متحمس، مما سيحفز هذا الإلكترون على القفز مرة أخرى إلى حالته الأصلية، وإصدار فوتونين أو أكثر بنفس تردد الأول ومتوافق معه . ويتدفق هذا التأثير عبر الحجرة، مما يؤدي باستمرار إلى تحفيز الذرات الأخرى لإصدار فوتونات أكثر تماسكًا، وتسمى هذه العملية بالانبعاثات المحفزة. بمعنى آخر، تم تضخيم الضوء، كما هو موضح أدناه في الشكل 2
علاوة على ذلك، تتسبب المرايا الموجودة على طرفي الحجرة في ارتداد الضوء ذهابًا وإيابًا عبر الوسط. إحدى المرايا شفافة جزئيًا، مما يسمح لشعاع الليزر بالخروج من نهاية الحجرة. من خلال الحفاظ على عدد كاف من الذرات في الوسط بواسطة مصدر طاقة خارجي في حالة الطاقة الأعلى، يتم تحفيز الانبعاثات بشكل مستمر، وتسمى هذه العملية بالانعكاس السكاني. في نهاية المطاف، فإنه يخلق تيارًا من الفوتونات المتماسكة التي هي عبارة عن شعاع مركز للغاية من ضوء الليزر القوي. لليزر العديد من الاستخدامات الصناعية والعسكرية والعلمية، بما في ذلك اللحام وكشف الأهداف والتصوير المجهري والألياف الضوئية والجراحة وغيرها.
أنواع الليزر:
هناك العديد من أنواع الليزر المختلفة وفيما يلي الأنواع الخمسة الرئيسية.
1. ليزر الغاز – على سبيل المثال. ليزر غاز HeNe، وأشعة ليزر ثاني أكسيد الكربون التي تنبعث منها مئات الواط من الطاقة. وعادة ما يتم استخدامها للقطع واللحام في الصناعات.
2. الليزر الكيميائي – مدعوم بالتفاعل الكيميائي الذي يسمح بكمية كبيرة من الطاقة، للاستخدام العسكري بشكل أساسي وذو طول موجي عالي جدًا. السابق. ليزر فلوريد الهيدروجين 2700 نانومتر.
3. ليزر الحالة الصلبة – يتم ضخه بصريًا من خلال استخدام وسط صلب مشبع بالأيونات، مثل الكريستال أو الزجاج المطعم بالأيونات. على سبيل المثال سيكون مؤشر الليزر.
4. ليزر الألياف – يتم توجيه الضوء بسبب الانعكاس الداخلي في الألياف الضوئية. وهي معروفة على نطاق واسع في الوقت الحاضر بقدرتها الإنتاجية العالية وجودتها البصرية العالية بالإضافة إلى عمرها الطويل. يرجع السبب إلى خصائص الألياف التي تعطي نسبة مساحة سطحية عالية إلى الحجم، مما يسمح بالتبريد الفعال عند دعم كيلووات من طاقة الإخراج المستمرة. تساعد خصائص توجيه الموجات الخاصة بالألياف في الحفاظ على قوة الإشارة وتقليل التشوه. تُستخدم ألياف الليزر على نطاق واسع في الوقت الحاضر للاتصالات التي تنتشر عبر مناطق يبلغ طولها عدة كيلومترات.
5. ليزر أشباه الموصلات – يتم ضخه كهربائياً
أ) الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) - في الصمام الثنائي المتكون من أشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة المباشرة، مثل زرنيخيد الغاليوم، تبعث الموجات الحاملة التي تعبر الوصلة فوتونات عندما تتحد مع حامل الأغلبية على الجانب الآخر. اعتمادًا على المادة، يمكن إنتاج أطوال موجية (أو ألوان) من الأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة فوق البنفسجية القريبة. تنتج جميع مصابيح LED ضوءًا غير متماسك وضيق الطيف. يمكن أيضًا استخدام مصابيح LED كثنائيات ضوئية منخفضة الكفاءة في تطبيقات الإشارة. يمكن إقران LED مع الثنائي الضوئي أو الترانزستور الضوئي في نفس الحزمة، لتشكيل عازل ضوئي.
ب) ثنائيات الليزر - عندما يتم احتواء هيكل يشبه LED في تجويف رنين يتكون عن طريق تلميع الوجوه الطرفية المتوازية، يمكن تشكيل ليزر. تُستخدم الثنائيات الليزرية بشكل شائع في أجهزة التخزين الضوئية وفي الاتصالات البصرية عالية السرعة.
صمام ثنائي الليزر هو ليزر حيث يكون الوسط عبارة عن شبه موصل، يتكون من وصلة pn، كما هو موضح في الشكل 3، ويتم تشغيله بواسطة التيار الكهربائي. بالنسبة للأنواع المختلفة من هياكل الصمام الثنائي الليزري، يرجى الرجوع إلى الملحق 3. في الأساس، الصمام الثنائي الليزري عبارة عن مزيج من شريحة أشباه الموصلات التي تبعث ضوءًا متماسكًا ورقاقة الصمام الثنائي الضوئي للشاشة للتحكم في التغذية المرتدة لإخراج الطاقة، في علبة مغلفة ومغلقة بإحكام.
المواد شبه الموصلة المستخدمة لإنشاء ثنائيات التوصيل pn التي ينبعث منها الضوء اليوم هي: زرنيخيد الغاليوم، وفوسفيد الإنديوم، وأنتيمونيد الغاليوم، ونيتريد الغاليوم. السبب في استخدامها هو بسبب خصائص المركبات الثلاثة والخمسة في الجدول الدوري الكيميائي. يجب أن يتم تطعيم المواد بشكل كبير لإنشاء مناطق P – N، مما يستبعد المناطق الأخرى، مما يترك المجموعات من ثلاثة إلى خمسة الخيارات المثالية.
يمكن تعديل أطوالها الموجية عن طريق تغيير نسبة التركيب. على سبيل المثال، يمكن زيادة الطول الموجي لشعاع الليزر الذي تنتجه الركيزة InP عن طريق زيادة محتوى الإنديوم أو خفض نسبة محتوى الفوسفات. يشير الطول الموجي الأطول عادة إلى مسافة سفر أطول.
وفقًا لويكيبيديا، تعد صمامات الليزر الثنائية أكثر أنواع الليزر شيوعًا من الناحية العددية، حيث بلغت مبيعات عام 2004 ما يقرب من 733 مليون ليزر ديود، مقارنة بـ 131 000 من أنواع الليزر الأخرى. تجد الثنائيات الليزرية استخدامًا واسع النطاق في الاتصالات السلكية واللاسلكية باعتبارها مصادر ضوئية سهلة التعديل ومقترنة بسهولة لاتصالات الألياف الضوئية.
يمكن أن تقدم Brandnew أجهزة ليزر ديود عالية الطاقة وأنظمة في نطاق واسع من طاقات الإخراج والأطوال الموجية بما في ذلك رقاقة الليزر، وصمام ليزر ثنائي الألياف، وشريط واحد ومجموعة ليزر ديود عالية الطاقة. تكمن نقاط قوة BrandNews في الموظفين الموهوبين، وهندسة الجودة، ومراقبة العمليات، وتطوير المنتجات، وتصنيع الحجم. تمنح مجموعة منتجاتنا هذا الشعور لعملائنا الذين يفهمون بسرعة أن حلولنا تساعدهم على توفير الوقت في نظامهم الضوئي RD وعمل التكامل.
عنواننا
B-1508 قصر Ruiding، رقم 200 طريق Zhenhua، منطقة Xihu
رقم التليفون
0086 181 5840 0345
بريد إلكتروني
info@brandnew-china.com
