Meginreglan um aðgerðir leysir: aðgerðir geislun leysir

Frumregla aðgerðir leysir, sem er byggt á eðlisfræði geislun lögum Plancks, í orði, Einstein árið 1917 var réttlætt. Hann lýsti frásog, skyndileg og örva rafsegulgeislun með því að nota á líkum-stuðlar (Einstein stuðlum).

Trailblazers

Teodor Meyman var fyrstur til að sýna fram á regluna um af a ruby leysir, byggt á sjón að dæla með flash lampi tilbúið Ruby, býr samfelldur geislunarbún með bylgjulengdina 694 nm.

Árið 1960, Iranian vísindamenn Javan og Bennett skapað fyrstu gas leysir með blöndu hann og Ne lofttegunda í hlutfallinu 1:10.

Árið 1962, R. N. Hall gerir fyrsta díóðu leysir úr Gallín arsenide (GaAs), emitting á bylgjulengd 850 nm. Síðar sama ár, Nick Golonyak þróaði fyrsta hálfleiðurum skammtafræði rafall sýnilegu ljósi.

Tækið og reglan um leysir

Hver leysir kerfi fela í sér virkan miðil Ijósfræðilega komið fyrir á milli a par af samhliða og mjög speglum þar sem eitt þeirra er hálfgegnsætt, og orkuþarfar því að dæla honum. Sem öðlast miðill getur virkað sem fast, fljótandi eða gas, sem hafa getu til að magna spennu ljós bylgju sem liggur í gegnum það innra með rafmagns eða sjón dæla geislun. Efnið er sett á milli tveggja spegla þannig að ljósið endurspeglast í þeim í hvert skipti fer í gegnum það og, að hafa náð verulegri aukningu, fer um hálfan spegil.

duplex umhverfi

Lítið á meginreglunni um aðgerðir leysir með virkum miðli sem atóm hafa aðeins tveir orku: E spennt E ₂ og stöð _1. Ef atómin hátt í gegnum hvaða dælingarverkið (sjón, rafmagns rennsli núverandi eða Gegnhleypni rafeinda bombardment) er spennt að ríki _E2, í nokkrum nanoseconds þeir koma aftur til grundvallar stöðu, radiating orka Ijóseindum hν = E ₂ - E _1. Samkvæmt kenningu Einsteins, losun er framleitt í tveimur mismunandi vegu: annaðhvort það er framkölluð af photon, eða það gerist af sjálfu sér. Í fyrra tilvikinu, örva losun á sér stað og annað - skyndileg. At varmajafnvægi, líkurnar á örvaðri er mun lægra en skyndileg (1:10 ^33), þannig að flestir hefðbundin incoherent ljósgjafa, og lasing er mögulegt í öðrum en varmajafnvægi aðstæður.

Jafnvel með mjög sterka dæla íbúa-stigi kerfi er einungis hægt að gera jafn. Þess vegna, til að ná úr íbúa inversion eða önnur sjón dæla aðferð kallar á þriggja eða fjögurra-láréttur flötur kerfi.

multi-láréttur flötur kerfi

Hver er reglan um þriggja stig leysir? Að geisla sterku ljósi á tíðni aukaverkana ν _02. dælir upp stór fjöldi atóma því að taka lægsta orku stigi E ₀ og _E2 í efri hluta. Radiationless umskipti með atómunum, _E2 til E ₁ stofnar að íbúum inversion milli E ₁ og E _0, sem í reynd er einungis mögulegt þegar atómin eru fyrir löngu í hálfstöðugum ríki _E1, og umskipti frá E ₁ til E ₂ kemur hratt. Rekstrartekjur Meginreglan um þriggja stig leysir er í þessum aðstæðum, þannig að á milli E ₀ og E _1, íbúa Inversion er náð og er magnað photon orka e ₁ -E ₀ örva losun. Víðtækari stigi E ₂ geta hins vegar aukið frásog bylgjulengd á bilinu til skilvirkari dæla, sem leiðir í vexti á örvaðri.

Þriggja stig kerfi þarf mjög mikla dæla orku síðan neðri hæð, taka þátt í vinnslu, það er stöð. Í þessu tilviki, í því skyni að því að hvolfa íbúa átti sér stað við ástand E ₁ að vera dæla meira en helmingur af heildarfjölda atóma. Í þessu tilviki er orka til spillis. Dælan máttur geta verið mjög bágur ef neðri lasing stigi er ekki undirstaða, sem krefst að minnsta kosti fjögurra þrepa kerfi.

Það fer eftir eðli virka efnisins, eru leysir flokkaðir í þrjá helstu flokka, þ.e. fast, fljótandi og gas. Síðan 1958, þegar fyrsta kynslóð kom fram í Ruby kristal, vísindamenn og vísindamenn hafa rannsakað ýmis efni í hverjum flokki.

sterkbyggður-ástand leysir

Aðgerðin er byggt á notkunar virks miðli sem myndaður er með því að bæta í sér einangrandi kristalgrind hliðarmálm (Ti ^3, Cr ^3, V ^2, Co ^2, Ni ^2, Fe ^2, og svo framvegis. D.) , sjaldgæfur jarð jónir (CE ^3, Pr ^3, Nd ^3, Pm ^3, Sm ^2, Eu ^{+ 2, + 3,} TB ^3, DY ^3, Ho ^3, Ger ^3, Yb ³ , et al.), og aktiníð, svo sem U ^+3. Orka stigum jónanna sem einungis eru ábyrgir fyrir kynslóð. Efnislegir eiginleikar grunnefnið, ss varmaleiðni og hitaþenslu er mikilvægt að skilvirkni í rekstri leysir. Staðsetning grindurnar atóma í kringum efnabætt jón breytist orku sína. Mismunandi lengdir af bylgju kynslóð í virku miðli er náð með því að lyfjamisnotkun ýmis efni í sama jón.

Holmium leysir

Dæmi um solid-ástand leysir er skammtafræði rafall, þar sem Holmium atómið kemur í stað þess að grunnefnið á kristalgrindinni. Ho: YAG er einn af bestu lasing efnum. Í grundvallaratriðum verklag the Holmium leysir er að yttrium ál granat íbætt með Holmium jónir, optískt dælt er upp með leiftur lampa og gefur frá sér á bylgjulengdinni 2097 nm í innrauðu ljósi svið er vel frásogast af vefi. Notaðu þetta leysir fyrir starfsemi á liðum, tannlækninga, að gufa krabbameinsfrumur, nýrum og gallsteina.

A hálfleiðurum skammtafræði rafall

Skammtafræði vel leysir eru ódýr, leyfa massa framleiðslu og eru auðveldlega stigstærð. Rekstrartekjur Meginreglan hálfleiðara leysir byggist á notkun PN-díóðu mótum, sem framleiðir ljós af ákveðinni bylgjulengd af endurröðun flytjanda á jákvæðan hlutdrægni, eins LED. LED gefa frá sér sjálfkrafa og leysir díóða - áráttukennt. Að uppfylla skilyrði íbúa inversion, sem starfa nú ætti að fara yfir viðmiðunarmörk. Virka miðlungs í hálfleiðara díóðu hefur útsýni yfir á tengisvæðinu tvívíð lag.

Meginreglan um rekstur þessa tegund af leysir er að til þess að viðhalda sveiflur engin ytri spegill er krafist. Hugsandi getu, búin vegna að brotstuðull lögum og innra spegilmynd af virka miðli, er nóg fyrir þennan tilgang. The endir yfirborð loða díóða sem veitir samsíða endurvarpsflatanna.

The það sem myndað er af hálfleiðaraefninu af sömu tegund er kallað homojunction, sem komið var með því að tengja tvær mismunandi - heterojunction.

Semiconductors af p og n gerð sem lýsir háan þéttleika af flugfélögum að mynda P-N-mótum með mjög þunnt (≈1 mm) tæma lag.

gas leysir

Meginreglan um rekstur og notkun á þessari tegund af laser sem gerir það mögulegt að búa til tæki af nánast hvaða stöðu (frá milliwatts til megavött) og bylgjulengd (frá útfjólubláu til innrauða) og geta starfað í pulsed og samfellda ham. Miðað við eðli virka fjölmiðlum, það eru þrjár tegundir af leysir gas, þ.e. lotukerfinu, jónandi og sameindalíffræði.

Flestir gas leysir dælt með rafmagns útskrift. Rafeinda í útskrift rör eru hraðað með rafsviðsins milli rafskautanna. Sinni rekast þær á kolefnisatóm sem festustað, jóna eða sameindir, virks miðli og orsakar umskipti til hærra magni orku til að ná stöðu hvolfir byggðar og örvaðri.

sameinda leysir

The grundvallarregla verka leysir er byggt á þeirri staðreynd að, ólíkt einangruðu atóma og jóna í lotukerfinu og jón leysir sameindir býr yfir mikilli bönd orku aðskilinna magni orku. Að auki, hver rafeinda orku stigi hefur a stór tala af titringi stigum og þá aftur - nokkrar hverfi.

The orku flyst á milli rafeinda magni orku er í útfjólubláu ljósi og sýnileg svæði í þessu vali, en á milli titringi-snúningsveltingatími stigum - í langt og nágrenni við innrauða svæðið svæðum. Þannig, flest af sameindamassa þeirra leysir að vinna í fjarlægum eða nær-innrauðu ljósi svæðum.

excimer leysir

Excimers eru svo sameind sem ARF, KrF, XeCl, sem skiptist stöðug jörð ástand og fyrsta stigi. Meginreglan um rekstur leysir næsta. Venjulega tala í neðri stöðu sameindanna er lítill, þannig að bein dæla úr jörðu ríki er ekki hægt. The sameindir myndaðar eru í fyrstu orkuríka rafrænu ástand með því að efnasamband sem í er mikið yfir halíð orku með óvirkar lofttegundir. Íbúum Umsnúningur er náð auðveldlega þar sem fjöldi sameinda á undirstöðu stigi er of lágt, miðað við spennt. Meginreglan um aðgerðir leysir, í stuttu máli, er að umskipti úr bundið spennt rafræn ríki til jarðar ástand dissociative. Íbúa jarðar ríkisins er alltaf á lágu stigi, vegna þess að á þessum tímapunkti sameindin klofna í frumeindir.

Búnaðurinn og leysir efnisþátturinn er samsettur af því að losunarbúnaðurinn rörið er fyllt með blöndu af halíð _(F-2), og sjaldgæfur gas (Ar). Rafeinda í henni dissociate og ionize i halógeníð sameindir og búa til neikvæðar jónir. Dragast jákvæðar jónir Ar ⁺ og neikvætt F ^- hvarfast og framleiða ARF sameindir á fyrsta orkuríka ástandinu sem tengd er við síðari umskipti í samband neðst ástand repelling og kynslóð af samfelldum geislun. Excimer leysir, reglan um aðgerðir og notkun sem við erum nú að íhuga, væri hægt að nota til að dæla virka miðli Dye.

fljótandi leysir

Í samanburði við föst efni, eru vökvar einsleitari og hafa meiri þéttleika af virkum atómum, í samanburði við lofttegundir. Í viðbót við þetta, þeir eru ekki erfitt að framleiða, leyfa þægilegur varmaleiðni og geta hæglega skipt út. Meginreglan um aðgerð af the leysir er notað sem öðlast miðli lífrænni, svo sem f DCM (4-dicyanomethylene-2-metýl-6-p- dimethylaminostyryl-4H-pýran), ródamin, stýrýl, LDS, kúmarín, stilben, og þess háttar. D ., leyst upp í viðeigandi leysi. Lausn af litarefnið sameinda er spennt með því að Geislanemi með bylgjulengd hefur góða gleypnistuðul. Meginreglan um aðgerðir leysir, í stuttu máli, er að búa til í lengri bylgjulengd, sem heitir flúrljómun. Munurinn á milli orkunnar frásogast og stafar ljóseindir notuð nonradiative orku umbreytingum og hitar kerfið.

Breiðari Hljómsveitin flúrljómun fljótandi leysir hefur einstaka eiginleika - bylgjulengd Tuning. Meginreglan um rekstur og notkun af þessari tegund sem tunable leysir og ljósgjafa samhangandi, er að verða æ mikilvægari í litrófsgreiningu, holography, og heilbrigðissviði forritum.

Nýlega hafa leysir verið notuð til að lita til samsæta aðskilnað. Í þessu tilviki, leysir vali espa einn af þeim, vekur hefja efnahvörf.