自然界では自然に発生しない光：レーザー

レーザーポインター、レーザーライト、レーザーTV、レーザープリンター...レーザーアイテムは、人生のいたるところに見られます。 レーザーとは何ですか？ レーザーはどのように製造されますか？ なぜそんなに多くの用途があるのですか？

実際、レーザー光は自然界の自然光ではなく、物理的な原理によって形成された光です。レーザーがどのように生成されるかを理解したい場合は、いくつかの物理的概念を理解する必要があります。最初の概念は移行です。現在知られている科学システムでは、すべての物質は原子で構成されており、原子は原子核と細胞質外の電子で構成されています。異なるエネルギー準位の軌道にある細胞質外電子は、原子核の周りを移動します。低レベル軌道上の電子は、高レベル軌道に移動するために一定量のエネルギーを吸収する必要があります。逆に、高レベル軌道上の電子は、低レベル軌道に移動する場合、いくらかの過剰なエネルギーを放出する必要があります。レベル軌道。 2番目の概念は発光プロセスです。通常の状況では、外部の影響を受けずに、高エネルギー原子は自発的に低エネルギーレベルに遷移し、発光の形で過剰なエネルギーを放出します。この発光プロセスは自然放出と呼ばれます。これが、私たちが家庭で普段使っている蛍光灯や白熱灯の発光原理です。

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さらに、発光プロセス誘導放出があります。原子が励起状態にあるとき、適切な位置エネルギー（E）を持つ光子が原子の近くを通過し、原子は同じ位置エネルギーを持つ光子を放出して、より低いエネルギー状態に遷移します。この放出された光子は、誘導放出によって他の原子と相互作用し続け、同じ位置エネルギーを持つ光子がますます生成されます。それらの周波数、偏光状態、伝搬方向は同じです。これらの同じ光子が一緒に励起されると、発散のない強い光が生成されます。これが私たちが見つけたいレーザーです。

非発散性の特性に加えて、レーザーは、高輝度、良好な指向性、および良好な単色性の特性も備えています。さまざまな特性に応じて、レーザーはさまざまな側面で適用できます。

たとえば、レーザーTV、つまり「レーザー光源+超短焦点レンズ+アンチライトスクリーン」レーザーTVテクノロジーのルートを通じて、人間の視覚の解像度の限界に挑戦し、超高精細、高解像度を実現しました。 -忠実度の高い画像の再現。

レーザーモジュール

同様に、レーザーエネルギー集中と高平行度の特性は、レーザー測距、レーザーレーダー、レーザーコリメーションにも使用できますが、その中でもレーザーレーダーには大きなメリットがあります。宇宙衛星が地球の大気を通過して地上に戻る太陽光を監視し、反射して衛星に戻る方法とは異なり、アクティブライダーはレーザービームを空気から地面に直接送信します。その安定性のため、レーザーは困難です。発散し、雲やエアロゾルの影響を受けにくいほか、自発的に発光し、昼夜の影響を受けません。夜間の観測が可能で、データの監視・分析をより包括的に行うことができます。