Domaine de La Technologie Laser de Application

Domaine de La Technologie Laser de Application

Dispositifs laser utilisent la lumière pour stocker, transférer ou images et du texte imprimé; ils sont également utilisés dans un large éventail d’autres applications, y compris la chirurgie et de l’armement. Le rayonnement cohérent du stylo laser vert 200mw, il donne une force spéciale. Le laser (Light Amplification par émission stimulée de rayonnement) a commencé sa vie comme une extension du maser, ou “micro-ondes Amplification par émission stimulée de rayonnement.” Comme son nom l’indique, le maser est un amplificateur qui a été initialement utilisé pour amplifier les signaux radio faibles depuis l’espace. Les ondes lumineuses sont très semblables à des ondes radio, mais avec une longueur d’onde beaucoup plus courte.

Le laser génère de l’énergie lumineuse en convertissant les états d’énergie d’un matériau. Le niveau d’un atome d’énergie est une fonction de sa température. Son niveau d’énergie le plus bas est appelé son «état fondamental.” L’application de chaleur supplémentaire, la lumière, ou d’un champ électrique peut augmenter son niveau d’énergie. Le signe au néon familier, qui est un tube de verre rempli de gaz néon, fonctionne sur ce principe. Deux électrodes sont insérées dans les extrémités du tube de verre et une haute tension est appliquée aux électrodes pour augmenter les niveaux des atomes de gaz de l’énergie.

lumière des résultats de Neon effort naturel du gaz pour revenir à son état d’énergie le plus bas, des photons d’énergie émettant comme il le fait. Un photon est un paquet d’énergie des ondes électromagnétiques. L’énergie d’un photon est inversement proportionnelle à la longueur d’onde de l’onde électromagnétique associée, de sorte que les longueurs d’onde plus courtes représentent les photons d’énergie plus élevés. transitions petites d’énergie émettent des photons avec grandes longueurs d’onde tels que la lumière infrarouge, tandis que les transitions d’énergie plus grandes produisent des photons de la lumière visible avec la lumière bleue.

Dans le néon, l’énergie supplémentaire ajoutée est d’abord stocké dans les atomes de néon gazeux dans le tube en les élevant à un état d’énergie supérieur. Comme les atomes de néon retournent à la baisse des états d’énergie, les atomes abandonnent l’excès d’énergie sous forme de photons.

De Neon Signs à Lasers

Une forme de laser comprend un gaz, dans lequel le niveau des atomes dans le support d’énergie peut être augmentée au-delà de leur état fondamental, en utilisant une haute tension semblable à une enseigne au néon. La majorité des atomes sont contraints à un état d’énergie améliorée ou une situation appelée inversion de population. Mais, afin de rendre un laser, l’état d’énergie élevée doit être métastable, comme décrit dans le paragraphe suivant.

Dans l’enseigne au néon, l’état d’énergie accrue est instable. Le gaz retourne spontanément à un état d’énergie plus faible et, éventuellement, à l’état du sol. Un état métastable implique que les atomes restent dans un état d’énergie élevée pendant une période de temps, de l’ordre d’un millième de seconde environ, et peuvent être encouragés à passer à l’état du sol par l’application d’un stimulus . tous les matériaux ont pas cet état métastable et ceux qui sont appropriés pour les lasers. néon pur est utilisé pour produire de la lumière dans une enseigne au néon, mais un mélange d’hélium et de néon peut être utilisé pour créer un laser parce que le mélange a un état métastable.

Un atome qui a émis un photon stimule d’autres atomes pour revenir à un état d’énergie plus faible de l’état métastable. Le laser a reflété les extrémités de sorte que les photons rebondissent entre les miroirs et provoquent d’autres atomes à émettre des photons. Avant longtemps, un grand nombre de photons rebondissent entre les miroirs et une très grande quantité d’énergie lumineuse est générée. L’un des miroirs est seulement la moitié SILVERED de sorte que certains des photons traversent pour former un faisceau de lumière au lieu d’être réfléchie.

Lumière laser

Dans le puissance pointeur laser, chaque atome qui libère un photon de l’état métastable produit exactement la même couleur ou longueur d’onde de la lumière. En outre, les ondes associées aux photons sont tous “cohérents” ou à l’étape à l’autre. Ceci produit un faisceau lumineux qui est très pur, comportant un faisceau d’une seule couleur (à savoir un faisceau monochromatique).

La lumière laser peut être très intense. Même si un laser a une relativement faible puissance totale, la puissance est concentrée dans une très petite zone. Le pointeur laser commune a une puissance de sortie de seulement un ou deux milliwatts, mais la puissance est répartie sur une superficie de seulement environ un millimètre de diamètre. L’intensité du pointeur laser est supérieure à l’intensité d’une image projetée et est facilement visible. Les grands lasers peuvent produire une puissance totale de plus d’un kilowatt avec une intensité qui peut couper le métal.

Semi-conducteurs et lasers

Un certain nombre de matériaux ont été développés qui ont les caractéristiques nécessaires pour les lasers. Parmi eux, ces matériaux semi-conducteurs tels que le silicium, dont la conductivité électrique est comprise entre celle d’un conducteur et d’un isolant. De nombreux lasers à diode à semi-conducteurs produisent une longueur d’onde infrarouge est plus profond que le rouge visible à l’oeil humain. L’état actuel de la technique dans les lasers à semi-conducteurs limite la longueur d’onde la plus courte vers le rouge visible à environ 630 nanomètres. Il est généralement plus difficile de générer des longueurs d’onde plus courtes à l’aide d’un laser de type quelconque.

Les lasers à semi-conducteurs sont particulièrement utiles parce qu’ils sont très bon marché et sont assez petites. Ils sont adaptés pour la connexion directe à des fibres optiques minces avec peu de perte d’énergie lumineuse. diodes laser spéciales sont faites que les longueurs d’onde produisent dans l’infrarouge qui produisent la plus faible perte en fibre de verre. Sans que le tactique laser vert à semi-conducteurs, à grande distance de communication par fibre optique ne serait pas possible.

Laser Technology Harnessing

Tout aussi important que la production d’énergie de la lumière pure est la détection de photons lumineux. Un certain nombre de dispositifs semi-conducteurs, des diodes, des transistors, des circuits intégrés et sont capables de détecter une énergie lumineuse. Certains de ces dispositifs, en particulier des diodes appelées diodes photo, peut gérer des données à très haute vitesse et sont l’extrémité de réception des systèmes de communication à fibres optiques. Le domaine de la génération et de détection de l’énergie lumineuse est appelée électro-optique.

Lorsque la lumière laser est utilisée pour les communications, il est nécessaire de «moduler» ou modifier la lumière d’une certaine façon pour qu’elle puisse être utilisée en tant que support d’information. La même chose est vraie pour les communications radio. Bien qu’il existe deux méthodes de base pour moduler une amplitude de PORTEURS radio ou angle en 2001 il n’y avait pas de méthodes pratiques d’angle de modulation d’un laser, ou si l’angle de modulation pourrait être fait, il n’y avait pas de techniques pratiques pour obtenir les avantages que l’angle de modulation produit . Ceci est un domaine de recherche intense que de nombreux avantages peuvent être tirés de modulation angulaire.

La modulation d’amplitude peut être obtenue en modifiant la puissance électrique fournie au laser ou par l’utilisation de modulateurs de lumière spéciaux. L’inconvénient de la modulation de la puissance électrique appliquée à la diode laser est qu’il provoque des changements dans la longueur d’onde de la lumière. modulateurs de lumière externes ne provoquent pas ce changement. Ces modulateurs sont faits d’un matériau non linéaire et sont utilisés pour de très courtes impulsions de lumière inférieure à une nanoseconde.

Lorsque la lumière laser est utilisé pour produire un affichage ou pour le balayage d’un objet tel que dans une caisse de sortie lecteur de code à barres, le faisceau laser est dévié à l’aide de miroirs. Les miroirs sont de très petite taille afin qu’ils puissent être déviés sans l’application d’une force importante. moteurs électriques spéciaux qui tournent à seulement quelques degrés sont utilisés. les faisceaux laser déviés sont utilisés pour générer des images et peut générer des émissions de lumière spectaculaires. L’écran le plus intrigant produit par la lumière laser est l’hologramme, une image vraie en trois dimensions.

La lumière laser est utilisé pour la lecture de disques optiques ainsi que pour le balayage des codes à barres, la mesure des distances, et la détection d’objets. Le “imprimante laser” modifie la charge sur un tambour photoconducteur à laquelle les particules chargées d’encre, appelée «toner» sont appliquées. lasers de haute puissance peuvent être utilisés pour la découpe, la gravure, la chirurgie, et même comme armes de guerre. Les lasers sont utilisés dans toutes les applications où une source de lumière intense, monochromatique et cohérente est nécessaire.