የሌዘር እርምጃ መርህ: በሌዘር ጨረር ባህሪያት

በ 1917 ንድፈ ውስጥ ፕላንክ ዎቹ የጨረር ህግ ፊዚክስ ላይ የተመሠረተ ነው ያለውን የሌዘር, ስለ እርምጃ የመጀመሪያው መርህ, አንስታይን ጸደቀች. እሱም ድንገተኛ, እንዳይዋሃዱ ተገልጿል እና ዕድል ጠቋሚ (አንስታይን ጠቋሚ) በመጠቀም የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር አነሳስቷቸዋል.

የሚያፈልቁ

Teodor Meyman እርምጃ መርህ ለማሳየት የመጀመሪያው ነበር አንድ ሩቢ የሌዘር ምክንያት, አንድ ብልጭታ መብራት ሠራሽ ሩቢ በመጠቀም የኦፕቲካል ጣቢያና ላይ የተመሠረተ, 694 ኤም የሆነ የሞገድ ርዝመት ጋር የተቀናጀ ጨረር ይፈጥራል.

በ 1960 ውስጥ, የኢራን ሳይንቲስቶች ያዋን እና ቤኔት 1:10 አንድ ሬሾ ውስጥ እሱ እና የነአርያህ ጋዞች አትቀላቅል በመጠቀም የመጀመሪያውን ጋዝ ማደንዘዣንም የፈጠረው.

በ 1962, አር ኤን አዳራሽ የመጀመሪያ ያደርገዋል diode የሌዘር 850 ኤም የሆነ የሞገድ ላይ አመንጪ, ጋልየም (GaAs) የተሠሩ. ከጊዜ በኋላ በዚያው ዓመት, ኒክ Golonyak የሚታይ ብርሃን የመጀመሪያ semiconductor ኳንተም ጄኔሬተር አደረብኝ.

መሳሪያው እና ማደንዘዣንም መርህ

እያንዳንዱ የሌዘር ስርዓት optically አሳላፊ ነው; ከእነዚህ መካከል አንዱ በትይዩ እና በከፍተኛ ደረጃ የሚያንጸባርቅ መስተዋቶች ጥንድ መካከል ይመደባሉ ንቁ መካከለኛ, እና የሚስቡ አንድ የኃይል ምንጭ ያካትታል. በ ጥቅም በመካከለኛ ከኤሌክትሪክ ወይም የጨረር ጣቢያና ጨረር ጋር በውስጣዊ በኩል በማለፍ ወደ ብርሃን ሞገድ ያለውን amplitude ማጉላት ችሎታ አላቸው ይህም ጠንካራ, ፈሳሽ ወይም ጋዝ, እንደ መስራት ይችላሉ. ከእነሱ ላይ በእያንዳንዱ ጊዜ የሚያንጸባርቅ ብርሃን ነው በሚያልፍበት, ጉልህ ጭማሪ ደርሷል በኋላ, ወደ ግማሽ መስታወት ውስጥ ዘልቆ ይገባል ዘንድ ያለው ንጥረ መስተዋቶች ጥንድ መካከል ይመደባሉ ነው.

duplex አካባቢ

E ደስተኛ ኢ ₂ እና ቤዝ _1: የማን አተሞች ብቻ ሁለት የኃይል ደረጃ ያላቸው ንቁ መካከለኛ ጋር የሌዘር እርምጃ መርህ _{እንመልከት.} ማንኛውም ጣቢያና ስልት (የጨረር, ኤሌክትሪክ ፈሳሽ የአሁኑ ወይም transmittance በኤሌክትሮን ይነግረኛል) በኩል አተሞች ግዛት ሠ ₂ ጓጉተናል _ከሆነ, ጥቂት nanoseconds ውስጥ እነሱ የኃይል ፎቶኖች radiating, መሠረታዊ አቋም ለመመለስ hν = ኢ ₂ - ኢ _1. አንስታይን ንድፈ ሐሳብ መሠረት ወደ መፍሰስ በሁለት የተለያዩ መንገዶች ውስጥ ምርት ነው: ወይ አንድ ፎቶን የሚፈጥሩት ነው, ወይም በድንገት የሚከሰተው. የቀድሞው ሁኔታ ትኩረት ተሰጥቶበት መፍሰስ የሚከሰተው ሲሆን ሁለተኛው - ድንገተኛ. በ አማቂ የተፈጠሩበት, ከተለመዱት ወጥ ብርሃን ምንጮች, እና lasing አማቂ የተፈጠሩበት ይልቅ በሌሎች ሁኔታዎች ላይ የሚቻል መሆኑን እንዲሁ ካልተጠቃ መፍሰስ ^እድል, (1:10 ³³⁾ ወደ ድንገተኛ በእጅጉ ያነሰ ነው.

እንኳን በጣም ጠንካራ ጣቢያና ህዝብ-ደረጃ ስርዓቶች ጋር ብቻ ነው እኩል እንዲሆኑ ማድረግ ይቻላል. ስለዚህ, የሕዝብ ግልበጣ ወይም ሌሎች የጨረር ጣቢያና ስልት ለማሳካት የሦስትና የአራት-ደረጃ ስርዓት ይጠይቃል.

ባለብዙ-ደረጃ ስርዓት

ሦስት-ደረጃ የሌዘር መርህ ምንድን ነው? ₀₂ ν ተደጋጋሚነት ከፍተኛ ብርሃን irradiation ዝቅተኛ የኃይል ደረጃ ሠ ₀ እና በላይኛው ክፍል ሠ ₂ ከ አተሞች ከፍተኛ ቁጥር እስከ ያስተላልፋል. ሠ ₁ ወደ አተሞች ኢ ₂ ጋር Radiationless ሽግግር ስለ አቶሞች አንድ metastable ሁኔታ ሠ ₁ ውስጥ ለረጅም ጊዜ በሚሆኑበት ጊዜ ልምምድ ውስጥ ብቻ የሚቻል ነው ኢ ₁ እና ኢ ₀ መካከል የሕዝብ _{ግልበጣ, እና 2} በፍጥነት የሚከሰተው ሠ ወደ ኢ ₁ ከ ሽግግር ያስቀምጣል. ኢ ₀ እና ኢ _{1 መካከል,} የሕዝብ ግልበጣ ማሳካት ነው እና ፎቶን ኃይል ሠ ₁ -E ₀ አነሳስቷቸዋል መፍሰስ ያባብሰዋል ነው, ስለዚህ ሶስት-ደረጃ የሌዘር ያለው ክወና መርህ, በእነዚህ ሁኔታዎች ውስጥ ነው. በሰፊ ደረጃ ሠ ₂ አነሳስቷቸዋል መፍሰስ እድገት በውጤቱም, ይበልጥ በብቃት ረገጥ እንዳይዋሃዱ የሞገድ ክልል ሊጨምር ይችላል.

ስርዓት በዝቅተኛ ደረጃ ጀምሮ በጣም ከፍተኛ ጣቢያና ኃይል ይጠይቃል ሦስት-ደረጃ, ወደ ትውልድ ይካፈላሉ, ይህ ምንጭ ነው. በዚህ ሁኔታ ውስጥ, ህዝብ ግልበጣ ሲሉ ግዛት ኢ ₁ ወደ ተከስቷል አተሞች ጠቅላላ ቁጥር ከግማሽ በላይ ማከፋፈያዎች ይሆናል. በዚህ ሁኔታ ውስጥ, የኃይል ይባክናል ነው. በታችኛው lasing ደረጃ ቢያንስ አንድ አራት-ደረጃ ሥርዓት ይጠይቃል ይህም መሠረት, አይደለም ከሆነ ፓምፕ ኃይል በእጅጉ ሊቀነስ ይችላል.

ንቁውን ንጥረ ነገር ተፈጥሮ ላይ የሚወሰን ሆኖ ማደንዘዣንም ሦስት መሠረታዊ ምድቦች, ይኸውም ጠንካራ, ፈሳሽ እና ጋዝ ወደ የተመደቡ ናቸው. የመጀመሪያው ትውልድ አንድ ሩቢ ክሪስታል ውስጥ ተመልክተዋል ጊዜ 1958 ጀምሮ, ሳይንቲስቶችና ተመራማሪዎች በእያንዳንዱ ምድብ ውስጥ ቁሳቁሶች ሰፊ ክልል ሲያጠኑ ቆይተዋል.

ጠንካራ-ግዛት የሌዘር

ክወናው አንድ ቅዝቃዜውን ክሪስታል በፍርግርጉ የሽግግር ብረት በማከል የተሠራ ነው ገባሪ መካከለኛ አጠቃቀም ላይ የተመሠረተ ነው (በጣም ላይ እንደተዘፈቁ ^+3, CR ^+3, V ^+2, Co ^+2, NI ^+2, ፌ ^+2, እና. መ) , አልፎ ምድር አየኖች (ዓ.ም. ^+3, ርኅሩኅና ^+3, ግኘት ^+3, PM ^+3, SM ^+2, በኤፍራጥስ ^{+ 2 + 3,} ቲቢ ^+3, ዱዌይ ^+3, ሆ ^+3, የኤር ^+3, Yb ⁺³ , et al.), እንዲሁም እንደ U ⁺³ እንደ ^actinides. የኃይል ደረጃዎች ብቻ ትውልድ ኃላፊነት አየኖች. እንደ አማቂ conductivity እና እንደ ቤዝ ማቴሪያል አካላዊ ባህርያት, የፍል ማስፋፊያ የ የሌዘር ያለውን ውጤታማ ክወና አስፈላጊ ናቸው. አንድ doped አዮን ዙሪያ አተሞች የአካባቢ በፍርግርጉ የራሱ የኃይል ደረጃ ይለወጣል. የገቢር የብዙኅን ማዕበል ትውልድ የተለያየ ርዝመት ተመሳሳይ አዮን ውስጥ የተለያዩ ቁሳቁሶች doping በማድረግ ማሳካት ነው.

Holmium የሌዘር

አንድ ጠንካራ-ግዛት የሌዘር ምሳሌ holmium አቶም ወደ ክሪስታል በፍርግርጉ ያለውን ቤዝ ማቴሪያል የሚተካ በውስጧ አንድ ኳንተም ጄኔሬተር ነው. ሆ: YAG ምርጥ lasing ቁሶች አንዱ ነው. የ holmium የሌዘር ያለው ክወና መርህ holmium አየኖች, optically ፍላሽ መብራት በ ማከፋፈያዎች እና እንዲሁም ሕብረ በማድረግ ላይ ያረፈ ነው ኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ 2097 ኤም የሆነ የሞገድ ላይ ታመነጫለች ጋር doped መሆኑን yttrium አልሙኒየም Garnet ነው. የካንሰር ሴሎች, የኩላሊት እና የሐሞት ጠጠርን ይተን ወደ መገጣጠሚያዎች, የጥርስ ህክምና, ላይ ክወናዎች ይህን የሌዘር ይጠቀሙ.

አንድ semiconductor ኳንተም ጄኔሬተር

የኳንተም በደንብ ማደንዘዣንም, የጅምላ ምርት መፍቀድ ርካሽ ናቸው እና በቀላሉ ተቀያያሪ ናቸው. ያለው ስርዓተ መርህ ወደ semiconductor የሌዘር LED ዎች እንደ አዎንታዊ በመሠረተ ላይ ሞደም ያለውን የፍጡራን በማድረግ የተወሰነ የሞገድ ብርሃን የሚያፈራ ይህም pn-diode መጋጠሚያ, አጠቃቀም ላይ የተመሠረተ. LED ደስታውን የሌዘር ዳዮዶች ያሰማሉ - compulsively. ሁኔታ ህዝብ ግልበጣ ለማሟላት, የክወና የአሁኑ አንድ መድረክ መብለጥ አለበት. አንድ semiconductor diode ውስጥ ንቁ መካከለኛ ሁለት ልኬት ንብርብሮች መካከል ያለውን ግንኙነት አካባቢ የሆነ አመለካከት አለው.

የሌዘር የዚህ ዓይነት የክወና መርህ ምንም ውጫዊ መስታወት ያስፈልጋል ቢትንና መጠበቅ ነው. ምክንያት የተፈጠረው ነጸብራቅ ችሎታ, ወደ refractive ጠቋሚ ወደ ንብርብሮች እና ንቁ ጠሪ ውስጣዊ ነጸብራቅ, ለዚህ ዓላማ የሚሆን በቂ ነው. መጨረሻ ክፍል ቦታዎች ትይዩ የሚያንጸባርቁ ክፍል ቦታዎች የሚያቀርብ ዳዮዶች ይተባበራል.

heterojunction - ሁለት የተለያዩ በማገናኘት የተቋቋመ ተመሳሳይ አይነት ያለውን semiconductor ቁሳዊ በማድረግ የተቋቋመው ውሁድ አንድ homojunction ይባላል.

ሞደሞች ከፍተኛ ጥግግት ጋር ገጽ እና n አይነት ሴሚኮንዳክተሮች በጣም ቀጭን (≈1 ሚሜ) ተሟጦ ንብርብር ጋር አንድ ገጽ-n-መጋጠሚያ ይፈጥራሉ.

ጋዝ የሌዘር

ክወና እና የሌዘር የዚህ ዓይነት አጠቃቀም መርህ የሚቻል (ኢንፍራሬድ ወደ አልትራቫዮሌት) እና የሞገድ (ሜጋ ዋት ወደ milliwatts ጀምሮ) እንደማንኛውም አቅም መሣሪያዎች ለመፍጠር እና pulsed እና ቀጣይነት ሁነታዎች ሊሠራ ይችላል ያደርገዋል. ንቁውን ሚዲያ ተፈጥሮ ላይ በመመስረት, ማለትም, የአቶሚክ ዋህስ በሞለኪውል ጋዝ ማደንዘዣንም, ሶስት አይነት አሉ.

የኤሌክትሪክ ፈሳሽ በ ማከፋፈያዎች አብዛኞቹ ጋዝ ማደንዘዣንም. ፈሳሽ ቱቦው ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ ወደ electrodes መካከል የኤሌክትሪክ መስክ የተጣደፈ ነው. እነዚህ አተሞች, በሴሎች ወይም ንቁ ጠሪ ሞለኪውሎች ጋር ተጋጪ እና የህዝብ ግልበጣ እና ካልተጠቃ መፍሰስ አንድ ሁኔታ ለማሳካት ከፍተኛ የኃይል ደረጃ ወደ ሽግግር አያነሳሱ.

በሞለኪዩል የሌዘር

የሌዘር እርምጃ መርህ የአቶሚክ እና አዮን ማደንዘዣንም ውስጥ ገለልተኛ አቶሞች እና አየኖች በተለየ ሞለኪውሎች discrete የኃይል ደረጃዎች ሰፊ የኃይል ባንዶች ይወርሳሉ, እውነታ ላይ የተመሠረተ ነው. ጥቂት ተዘዋዋሪ - በተጨማሪ, እያንዳንዱ በኤሌክትሮን የኃይል ደረጃ ትልቅ የመርገብገብ ደረጃዎች ብዛት, በተራቸው ሰዎች አለው.

ወደ ሩቅ እና አቅራቢያ ኢንፍራሬድ ክልሎች ውስጥ - በኤሌክትሮን ኃይል ደረጃዎች መካከል ያለው ኃይል ያለውን የመርገብገብ-ተዘዋዋሪ ደረጃዎች መካከል ሳለ ጽንፍ ወደ UV እና የሚታዩ ክልሎች ውስጥ ነው. በመሆኑም የሞለኪውል ማደንዘዣንም አብዛኞቹ ሩቅ ወይም ቅርብ-ኢንፍራሬድ ክልሎች ውስጥ መሥራት.

excimer ማደንዘዣንም

Excimers የተረጋጋ መሬት ሁኔታ እና የመጀመሪያ ደረጃ የተከፋፈሉ ናቸው ArF, KrF, XeCl እንደ ሞለኪውል ናቸው. ቀጥሎ የሌዘር መካከል የክወና መርህ. በዋናነት, ሞለኪውሎች መሬት ሁኔታ ውስጥ ቁጥር ትንሽ ነው, ስለዚህ ከመሬት ሁኔታ ከ ቀጥተኛ ጣቢያና የሚቻል አይደለም. የ ሞለኪውሎች ሲያፈርስና ጋዞችን ጋር ከፍተኛ የኃይል halides ያለው ድብልቅ በ የመጀመሪያው ደስተኛ በኤሌክትሮኒክ ሁኔታ ውስጥ ተቋቋመ. የሕዝብ ግልበጣ መሠረታዊ ደረጃ ሞለኪውሎች ቁጥር ደስተኛ ጋር ሲነጻጸር በጣም ዝቅተኛ ነው, ስለሆነ በቀላሉ ማሳካት ነው. የሌዘር እርምጃ መርህ, አጭር ውስጥ, አንድ መሬት ሁኔታ dissociative አንድ ታሰረ ተደስተን ኤሌክትሮኒክ ሁኔታ ከ ለመሸጋገር ነው. በዚህ ነጥብ ላይ ሞለኪውል አቶሞች ወደ አላቅቅ ምክንያቱም ከመሬት ሁኔታ ያለው ህዝብ, ዝቅተኛ ደረጃ ላይ ምንጊዜም ነው.

የ መቅላጠፊያ መሳሪያ እና ማደንዘዣንም መርህ ፈሳሽ ቱቦ አንድ halide መካከል ቅልቅል (F ₂₎ እና አልፎ ጋዝ (Ar) ጋር የተሞላ መሆኑን ውስጥ ያካትታል. በውስጡ ያለው የኤሌክትሮማግኔቲክ አላቅቅ እና halide ሞለኪውሎች ionize እና አሉታዊ አየኖች መፍጠር. አዎንታዊ አየኖች ኤር ⁺ እና አሉታዊ F ^- ምላሽ እና የተቀናጀ ጨረር ግርጌ ሁኔታ ዘግናኝ እና ትውልድ ወደ በቀጣይ ሽግግር ጋር ተያይዞ በመጀመሪያው ደስተኛ ሁኔታ ውስጥ ArF ሞለኪውሎች ለማምረት. Excimer የሌዘር, እርምጃ መርህ እና አሁን እየተወያየንበት ያለው አጠቃቀም, ማቅለሚያ ውስጥ ንቁ መካከለኛ ያለውን ጣቢያና ስራ ላይ ሊውል ይችላል.

ፈሳሽ የሌዘር

የመዋቅሮች ጋር ሲነፃፀር, ፈሳሽ ይበልጥ አወቃቀር አንድ ናቸው እና ጋዞች ጋር ሲወዳደር, ንቁ አተሞች የሆነ ከፍተኛ ጥግግት አላቸው. ከዚህ በተጨማሪ, እነርሱም, ማፍራት ቀላል ሙቀት ማባከን መፍቀድ አስቸጋሪ አይደሉም በቀላሉ ሊተካ ይችላል. የ የሌዘር መካከል እርምጃ መርህ እንደ DCM እንደ ኦርጋኒክ ቀለም የሆነ ጥቅም መካከለኛ ሆኖ ያገለግላል (4-dicyanomethylene-2-methyl--ያ- 6 dimethylaminostyryl-4H-pyran), rhodamine, styryl, ባለሃብት, coumarin, stilbene, እና የመሳሰሉት. D ., ተገቢ የማሟሟት ይቀልጣሉ. ማቅለሚያ ሞለኪውሎች አንድ መፍትሄ የማን የሞገድ ጥሩ ለመምጥ Coefficient አለው ለጨረር በማድረግ ደስተኛ ነው. የሌዘር እርምጃ መርህ, አጭር, fluorescence ተብሎ ረዘም የሞገድ ርዝመት, በ ማመንጨት ነው. ያለውን ኃይል መካከል ያለውን ልዩነት ያረፈ ሲሆን ከመነጋገሩ ፎቶኖች nonradiative የኃይል ሽግግሮች ተጠቅሟል እና ስርዓቱ ስለሚነሳ.

የሞገድ ተስተካክለው - ሰፋ ባንድ fluorescence ፈሳሽ ማደንዘዣንም ልዩ ባህሪ አለው. ክወና እና tunable የሌዘር እና የተቀናጀ ብርሃን ምንጭ ሆኖ የዚህ ዓይነት አጠቃቀም መርህ, እየጨመረ spectroscopy, holography ውስጥ አስፈላጊ, እና ባዮሜዲካል መተግበሪያዎች ውስጥ እየሆነ ነው.

በቅርቡ, ማደንዘዣንም isotope መለያየትን ለማቅለም ሲያገለግሉ ቆይተዋል. በዚህ ሁኔታ ውስጥ, ወደ የሌዘር እየመረጡ አንድ ኬሚካላዊ ምላሽ ለመጀመር በሰጠቻት ከእነርሱ አንዱ አስደሰተ.