1960. gadā, pasaulē pirmā mākslīgā lāzera caurdurtās Kalifornijas Sis Lab miers un ruby laser izgudroja Theodore Mehman atver durvis uz cilvēka radīšanu lāzeri un lāzeru pārveidot pasauli izmantošanu. Jo pēdējos piecdesmit gados, lāzera zinātnes attīstība ir bijusi strauja un popularizēšana un lāzeru tehnoloģijas pielietošana arī uzņēmies cilvēku dzīvēm no visiem aspektiem. Bet lielākā daļa cilvēku tikai zināt, ka lāzeri ir šāds mērķis, bet viņi nezina, kā lāzera nāca no. Tādēļ šis pants paskaidro principu lāzera veidojas samērā kopīgu valodu.
Lai izprastu lāzera veidošanās principu, vispirms saprast, kas ir enerģijas līmeni. Vienkārši izsakoties, enerģijas līmeņa ir stāvoklis, kurā katrs atoms (faktiski extranuclear elektronu) veic enerģijas apjoms un dažādu enerģijas līmeni norāda enerģijas pārnēsā atoms ir atšķirīgs. Augstāks enerģijas līmenis, jo augstāka enerģijas extranuclear elektroni un vieglāk ir izrauties no kodola. Lai nodrošinātu izpratni, vienkāršākais ūdeņraža atoms atomu struktūras tiek pieņemts kā piemērs.
n apzīmē kvantu skaitlis, kas atbilst enerģijas līmenis E atoma. Ja n = % 1, to norāda enerģijas līmeni stabilā stāvoklī ūdeņraža atoms, ko sauc par zemes stāvokli (E1 līmenis). n = 2, 3, 4, utt sauc sajūsmā valstis (E2 enerģijas līmenis, enerģijas līmenis E3, E4 enerģijas līmenis). Saskaņā ar dāņu fiziķis bors teoriju, ja atoms ir stabils zemes stāvoklī, ja tas ir satraukti ar ārpasauli un absorbē atbilstošās ārējās enerģijas, tas pārlēks uz augstāku enerģijas līmeni veido satraukti valsts. Atom ir nestabila satraukti stāvoklī. Ja atoms ir satraukti stāvoklī, tā spontāni pāreju uz zemāku enerģijas līmeni. Pēc tam, kad viena vai vairākas pārejas uz zemes stāvokli, atbilstošo enerģija izdalās pārejas posmā uz zemu enerģijas līmeni. Šo atbilstošo enerģijas eksistē kā fotoni konkrētu frekvenci, kas ir aprēķināts no vērtības labajā pusē enerģijas līmeņa shēmas un fotonu enerģijas E = hν = Em - lv. h ir fiksētas vērtības mēra, fiziķis (Planka konstante), v fotonu biežumu (frekvence, pie kuras fotonu tiek atbrīvots no satraukti valsts zemi valstij, kas ir ārējo izstaroto gaismu, kas ir lāzera frekvences, l aser veidojas. Biežumu nosaka viļņu garuma lāzera λ = c / v, c ir gaismas ātrumu).
Pēc enerģijas līmeņa struktūru izpratne, let's redzēt, kā veidojas lāzera. Dēļ viegli izprast, vienkāršākais ruby laser uztver kā piemērs. Ruby laser ir cietā stāvoklī lāzera. Darba viela ir rubīna stienis. Kristāla matrica ir Al2O3, kas ir leģēti ar Cr2O3 0,05 %. Rubīns lāzera darbībā panāk ar izstarojumu procesu Cr3 + (Hroms jonu), Tātad Cr3 + bieži dēvē aktivizējot jonu, kas ir ražotas ruby laser "struktūra". Galvenais komponents Ruby, alumīnija oksīda, ir tikai matrica, kas satur hroma jonus, kas ir tikai netieša ietekme uz lāzera darbības. Tā enerģijas līmeņa struktūra ir šādi:
Kad sūkņa indikators rubīns, zemes valsts jonu Cr3 + absorbē gaismu konkrētu viļņu un pāreju uz E3 līmeni. Cr3 + jonu ir ļoti īss derīguma termiņš šajā enerģijas līmenī (ļoti nestabila, par 10-9 s), un tādējādi ātri iet caur starojumu pāreju (Nr radiācijas pārejas atsaucas uz ar ārpasauli enerģijas apmaiņu ar atomu sadursmēm, t.i., siltuma kustības kristāla iekšpusē tā, lai enerģijas līmenis mainās, izstaro nedz absorbējot fotoniem) E2 līmenis pakāpeniski. E2 enerģijas līmenis ir ilgu kalpošanas laiku (aptuveni 3ms), sauc metastable enerģijas līmenis, pie kura vairāk Cr3 + joni var savākt. Kad ārējās sūkņa ir pietiekami spēcīga, iedzīvotāju inversijas veidojas starp līmeni E2 E1 līmenim, t.i., jonus Cr3 + E2 līmenī skaits ir lielāks nekā E1 līmeni. Pēc inversijas iedzīvotāju tiek realizēta, katra ārējā fotonu ar enerģiju hν būs satraukt atoms E2 līmenī, lai padarītu pāreju uz valsts zemes un atbrīvot fotonu ar enerģijas hν un 2 tiks mainīts kopējās fotonu enerģijas, 2 izmaiņas 4 , 4 izmaiņas 8 … tādējādi panākot process jāstimulē radiācijas pastiprinājums (peļņa). Kopš optisko dobums ir zaudējums optiskā palielinājuma, lāzera produkciju tikai tad, kad stimulēts radiācijas pastiprināšanas pieaugums ir lielāks par dažādiem zaudējumiem lāzera.
