Sơ lược về laze
1. Cấu tạo và hoạt động của laze
1.1 Laze là gì?
- Laze là một nguồn sáng mà phát ra chùm ánh sáng có cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng của phát xạ cảm ứng
- Chùm bức xạ phát ra cũng được gọi là chùm tia laze. Tia laze có các đặc điểm: có tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết hợp rất cao và cường độ lớn
1.2 Sự phát xạ cảm ứng
- Nếu một nguyên tử đang ở trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một photon có năng lượng \(Ԑ=hf\), bắt gặp một photon có năng lượng \(Ԑ'\) đúng bằng \(hf\), bay lướt qua nó, thì lập tức nguyên tử này cũng phát ra photon \(Ԑ\). Photon \(Ԑ\) có cùng năng lượng và bay cùng phía với photon \(Ԑ'\). Ngoài ra, sóng điện từ ứng với photon \(Ԑ\) hoàn toàn cùng pha và dao động trong một mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động của sóng điện từ ứng với photon \(Ԑ'\).
- Nếu có một photon ban đầu bay qua một loạt nguyên tử đang ở trạng thái kích thích thì số photon sẽ tăng lên theo cấp số nhân.
- Các photon này có cùng năng lượng, do đó tính đơn sắc của chùm rất cao, chúng bay theo cùng một hướng nên tính định hướng rất cao, sóng điện từ trong chùm sáng do các nguyên tử phát ra đều cùng pha. Ngoài ra, vì số photon bay theo cùng một hướng rất lớn lên cường độ của chùm sáng rất lớn.
1.3 Cấu tạo của laze
- Có các loại laze rắn, laze lỏng, laze khí
- Xét laze rắn rubi: gồm một thanh rubi hình trụ. Hai mặt mài nhẵn, vuông góc với trục của thanh. Mặt (1) được mạ bạc trở thành một gương phẳng \(G_{1}\) có mặt phản xạ quay vào trong. Mặt (2) là mặt bán mạ cho khoảng 50% ánh sáng truyền qua và 50% bị phản xạ lại vào trong ống. Hai gương này song song với nhau
- Dùng một đèn phóng điện xenon để chiếu sáng rất mạnh thanh rubi và đưa một số lớn ion crôm lên trạng thái kích thích. Nếu có một ion crôm bức xạ theo phương vuông góc với hai gương thì ánh sáng sẽ bị phản xạ đi lại nhiều lần giữa hai gương và sẽ làm cho một loạt ion crôm phát xạ cảm ứng. Ánh sáng đươc khuếch đại lên nhiều lần. Chùm tia laze được lấy ra từ gương bán mạ \(G_{2}\)
2. Một vài ứng dụng của laze
- Trong y học, tia laze dùng để làm dao mổ các phẫu thuật tinh vi như mắt, mạch máu
- Trong thông tin liên lạc, laze được dùng trong liên lạc vô tuyến, truyền tin bằng cáp quang
- Trong công nghiệp, tia laze được dùng để khoan, cắt, tôi,...chính xác trên nhều chất liệu
- Trong trắc địa, laze được dùng trong việc đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm đường thẳng