Mataupu faavae o le laser ma lona faʻaaogaina

O le laser e faasino i le faagasologa ma le meafaigaluega o le gaosia o ave malamalama e tasi le lanu, e tutusa le lanu, ma e ogatasi e ala i le faateleina o le susulu ma le tali atu e manaomia. O le mea moni, e manaʻomia e le gaosiga o le laser ni elemene se tolu: o se "resonator," o se "gain medium," ma se "pumping source."

A. Mataupu Faavae

E mafai ona vaevaeina le tulaga o le gaioiga o se atomu i ni tulaga eseese o le malosi, ma a suia le atomu mai se tulaga maualuga o le malosi i se tulaga maualalo o le malosi, e faʻasaʻolotoina ai photons o le malosi talafeagai (e taʻua o le spontaneous radiation). I se tulaga tutusa, pe a faʻapipiʻi se photon i luga o se faiga o le tulaga o le malosi ma mitiia e ia, o le a mafua ai ona suia le atomu mai se tulaga maualalo o le malosi i se tulaga maualuga o le malosi (e taʻua o le excited absorption); Ona, o nisi o atomu e fesuiaʻi i tulaga maualuga o le malosi o le a fesuiaʻi i tulaga maualalo o le malosi ma faʻasaʻolotoina photons (e taʻua o le stimulated radiation). O nei gaioiga e le tutupu faʻatasi, ae e masani ona tutupu faʻatasi. A tatou faia se tulaga, e pei o le faʻaaogaina o le medium talafeagai, resonator, lava le fanua eletise i fafo, e faʻateleina le stimulated radiation ina ia sili atu nai lo le stimulated absorption, ona i ai lea o photons e faʻasaʻolotoina, ma iʻu ai i le malamalama laser.

B. Fa'avasegaga

E tusa ai ma le auala e gaosia ai le laser, e mafai ona vaevaeina le laser i le laser vai, laser kesi ma le laser mafiafia. O le laser semiconductor sili ona taatele i le taimi nei o se ituaiga laser mafiafia.

C. Fa'atulagaga

O le tele o lasers e aofia ai vaega e tolu: faiga fa'aosofia, mea laser ma le resonator opitika. O faiga fa'aosofia o masini ia e gaosia ai le malamalama, eletise po'o le malosi fa'akemikolo. I le taimi nei, o auala autu e fa'aaogaina e fa'aosofia ai le malamalama, eletise po'o le tali atu fa'akemikolo. O mea laser o mea ia e mafai ona gaosia ai le malamalama laser, e pei o rubies, beryllium glass, neon gas, semiconductors, organic dyes, ma isi. O le matafaioi o le pulea o le optical resonance o le fa'aleleia atili lea o le pupula o le laser output, fetu'una'i ma filifili le wavelength ma le itu o le laser.

D. Talosaga

E faʻaaogaina lautele le laser, e tele lava fesoʻotaʻiga alava, faʻaaogaina le laser, tipiina o le laser, auupega laser, tisiketi laser ma isi mea faapena.

E. Talafaasolopito

I le 1958, na maua ai e saienitisi Amerika o Xiaoluo ma Townes se mea ofoofogia: a la tuʻuina le malamalama e faʻasalalauina e le moli uila i totonu i luga o se tioata eleele seasea, o le a faʻasalalauina e mole o le tioata se malamalama susulu, e masani ona faʻatasi. E tusa ai ma lenei mea, na latou fautuaina le "mataupu faavae o le laser", o lona uiga, a faʻaosofia le mea e le malosi tutusa e pei o le televave masani o le oscillation o ana mole, o le a maua ai lenei malamalama malosi e le vavae ese - laser. Na latou mauaina ni pepa taua mo lenei mea.

Ina ua maeʻa ona lolomiina taunuuga o suʻesuʻega a Sciolo ma Townes, na fautuaina ai e saienitisi mai atunuu eseese ni fuafuaga faʻataʻitaʻi eseese, ae leʻi manuia. I le aso 15 o Me, 1960, na faasilasila ai e Mayman, o se saienitisi i le Hughes Laboratory i Kalefonia, ua ia mauaina se laser e 0.6943 microns le umi o le galu, o le laser muamua lea na maua e tagata, ma o lea na avea ai Mayman ma saienitisi muamua i le lalolagi e faʻalauiloa laser i le matata faʻatino.

I le aso 7 o Iulai, 1960, na faasilasila ai e Mayman le fanau mai o le uluai laser i le lalolagi, o le fuafuaga a Mayman o le faaaogaina lea o se paipa moli malosi e faagaoioi ai atomu chromium i totonu o se tioata ruby, ma maua ai se koluma moli mumu manifinifi tele, pe a faamumuina i se tulaga patino, e mafai ona oo atu i se vevela e maualuga atu nai lo le laualuga o le la.

Na faia e le saienitisi Soviet o H.Γ Basov le laser semiconductor i le 1960. O le fausaga o le laser semiconductor e masani ona aofia ai le vaega P, le vaega N ma le vaega galue e fausia ai le heterojunction faalua. O ona uiga nei: laʻititi le tele, maualuga le lelei o le faʻapipiʻiina, vave le tali atu, e fetaui le umi o le galu ma le tele ma le tele o le alava opitika, e mafai ona faʻatonutonu saʻo, lelei le coherence.

Ono, o nisi o faʻatonuga autu o le faʻaaogaina o le laser

F. Fesootaiga laser

O le faʻaaogaina o le malamalama e faʻasalalau ai faʻamatalaga ua matuā taatele lava i aso nei. Mo se faʻataʻitaʻiga, e faʻaaogaina e vaʻa moli e fesootaʻi ai, ae o moli feoaʻi e faʻaaogaina le mumu, samasama, ma le lanumeamata. Ae o nei auala uma e faʻasalalau ai faʻamatalaga e faʻaaogaina ai le malamalama masani e naʻo ni mamao pupuu e mafai ona faʻatapulaʻaina. Afai e te manaʻo e faʻasalalau saʻo faʻamatalaga i nofoaga mamao e ala i le malamalama, e le mafai ona e faʻaaogaina le malamalama masani, ae naʻo le faʻaaogaina o le lasers.

E faʻapefea la ona e tuʻuina atu le laser? Ua tatou iloa e mafai ona feaveaʻi le eletise i luga o uaea apamemea, ae e le mafai ona feaveaʻi le malamalama i luga o uaea uʻamea masani. Mo lenei faʻamoemoe, ua atiaʻe e saienitisi se filament e mafai ona feaveaʻi le malamalama, e taʻua o le optical fiber, e taʻua o le fiber. O le optical fiber e faia i mea tioata faapitoa, o le lautele e manifinifi nai lo le lauulu o le tagata, e masani lava 50 i le 150 microns, ma e matua vaivai lava.

O le mea moni, o le ogatotonu i totonu o le alava o se tioata tioata manino e maualuga le fa'asinomaga o le refractive, ma o le ufiufi i fafo e faia i tioata po'o palasitika e maualalo le fa'asinomaga o le refractive. O sea fausaga, i le tasi itu, e mafai ona fa'aliliuina le malamalama i le ogatotonu i totonu, e pei lava o le vai e tafe i luma i le paipa vai, eletise e fa'asalalauina i luma i le uaea, tusa lava pe leai se a'afiaga o afe o milo ma liliu. I le isi itu, o le ufiufi e maualalo le fa'asinomaga o le refractive e mafai ona taofia ai le malamalama mai le tafe i fafo, e pei lava o le paipa vai e le tafe ma le vaega fa'amafanafana o le uaea e le fa'atautaia le eletise.

O le foliga mai o le alava opitika e foia ai le auala e faasalalau atu ai le malamalama, ae e le faapea ai e mafai ona faasalalau atu so o se malamalama i se mea mamao. Na o le pupula maualuga, lanu mama, leisa faasinomaga lelei, o le puna malamalama sili lea ona lelei e faasalalau atu ai faamatalaga, e ulufale mai i le tasi pito o le alava, e toetoe lava a leai se gau ae e alu ese mai le isi pito. O le mea lea, o fesootaiga opitika o fesootaiga leisa, lea e iai ona lelei o le tele o le gafatia, maualuga le lelei, lautele le punaoa o meafaitino, malosi le faalilolilo, tumau, ma isi mea, ma ua viia e saienitisi o se suiga tele i le matata o fesootaiga, ma o se tasi o mea sili ona matagofie ua ausia i le suiga o tekinolosi.