Lésà tọ́ka sí ìlànà àti ohun èlò tí a fi ń ṣe àwọn ìtànṣán ìmọ́lẹ̀ tí a ti gbára jọ, tí ó ní ìrísí monochromatic, tí ó sì ní ìṣọ̀kan nípasẹ̀ ìdàgbàsókè ìtànṣán tí a ti mú ṣiṣẹ́ àti àwọn ìdáhùn tí ó yẹ. Ní pàtàkì, ìṣẹ̀dá lésà nílò àwọn èròjà mẹ́ta: “resonator,” “gain medium,” àti “pumping source.”
A. Ìlànà
A le pin ipo išipopada ti atomu si awọn ipele agbara oriṣiriṣi, ati nigbati atomu ba yipada lati ipele agbara giga si ipele agbara kekere, o tu awọn photon ti agbara ti o baamu silẹ (eyiti a npe ni itankalẹ lasan). Bakanna, nigbati photon ba ṣẹlẹ lori eto ipele agbara kan ti o si gba nipasẹ rẹ, yoo fa ki atomu yipada lati ipele agbara kekere si ipele agbara giga (eyiti a pe ni gbigba agbara ti o ni itara); Lẹhinna, diẹ ninu awọn atomu ti o yipada si awọn ipele agbara giga yoo yipada si awọn ipele agbara kekere ati tu awọn photon jade (eyiti a pe ni itankalẹ ti o ni iwuri). Awọn gbigbe wọnyi kii waye ni lọtọ, ṣugbọn nigbagbogbo ni afiwe. Nigbati a ba ṣẹda ipo kan, gẹgẹbi lilo alabọde ti o yẹ, resonator, aaye ina ita to to, itankalẹ ti o ni iwuri naa ni a mu pọ si ki o ju gbigba agbara ti o ni iwuri lọ, lẹhinna ni gbogbogbo, awọn photon yoo wa jade, ti yoo yorisi imọlẹ lesa.
B. Ìpínsísọ̀rí
Gẹ́gẹ́ bí ohun èlò tí ó ń ṣe lésà, a lè pín lésà sí lésà omi, lésà gaasi àti lésà solid. Nísinsìnyí, lésà semiconductor tí ó wọ́pọ̀ jùlọ ni irú lésà solid-state kan.
C. Àkójọpọ̀
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn lésà ni a ṣe ní apá mẹ́ta: ètò ìgbóná ara, ohun èlò lésà àti ohun èlò ìgbóná ara. Àwọn ètò ìgbóná ara jẹ́ àwọn ohun èlò tí ó ń mú ìmọ́lẹ̀, agbára iná mànàmáná tàbí agbára kẹ́míkà jáde. Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn ohun èlò ìgbóná ara pàtàkì tí a ń lò ni ìmọ́lẹ̀, iná mànàmáná tàbí ìṣe kẹ́míkà. Àwọn ohun èlò lésà jẹ́ àwọn ohun èlò tí ó lè mú ìmọ́lẹ̀ lésà jáde, bíi rúbíìsì, gilasi beryllium, gaasi neon, semiconductors, àwọn àwọ̀ organic, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Ipa ìṣàkóso ìgbóná ara ojú ni láti mú kí ìmọ́lẹ̀ lésà tí ó jáde pọ̀ sí i, láti ṣàtúnṣe àti yan ìgbì àti ìtọ́sọ́nà lésà náà.
D. Ohun elo
Wọ́n ń lo lésà fún ọ̀pọ̀ ènìyàn, pàápàá jùlọ ìbánisọ̀rọ̀ okùn, ìpele lésà, ìge lésà, àwọn ohun ìjà lésà, díìsì lésà àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ.
Ìtàn E.
Ní ọdún 1958, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ará Amẹ́ríkà Xiaoluo àti Townes ṣàwárí ìṣẹ̀lẹ̀ ìyanu kan: nígbà tí wọ́n bá fi ìmọ́lẹ̀ tí gílóòbù iná inú rẹ̀ ń tú jáde sórí kírísítà ilẹ̀ ayé tó ṣọ̀wọ́n, àwọn mọ́líkúùlù ti kírísítà náà yóò tú ìmọ́lẹ̀ tó lágbára jáde, tí ó máa ń wà papọ̀. Gẹ́gẹ́ bí ìṣẹ̀lẹ̀ yìí, wọ́n dábàá “ìlànà léésà”, ìyẹn ni pé, nígbà tí agbára kan náà bá ru sókè gẹ́gẹ́ bí ìyípadà àdánidá ti àwọn mọ́líkúùlù rẹ̀, yóò mú ìmọ́lẹ̀ tó lágbára yìí jáde tí kò yàtọ̀ síra - léésà. Wọ́n rí àwọn ìwé pàtàkì fún èyí.
Lẹ́yìn tí wọ́n tẹ̀ àwọn àbájáde ìwádìí Sciolo àti Townes jáde, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì láti oríṣiríṣi orílẹ̀-èdè dábàá onírúurú ètò ìwádìí, ṣùgbọ́n wọn kò yọrí sí rere. Ní ọjọ́ kẹẹ̀ẹ́dógún oṣù karùn-ún ọdún 1960, Mayman, onímọ̀ sáyẹ́ǹsì kan ní Hughes Laboratory ní California, kéde pé òun ti gba lésà pẹ̀lú ìgbì omi 0.6943 microns, èyí tí ó jẹ́ lésà àkọ́kọ́ tí ènìyàn rí, bẹ́ẹ̀ náà ni Mayman ṣe di onímọ̀ sáyẹ́ǹsì àkọ́kọ́ ní àgbáyé láti fi lésà sínú iṣẹ́ ọnà.
Ní ọjọ́ keje oṣù keje ọdún 1960, Mayman kéde ìbí laser àkọ́kọ́ ní àgbáyé, ètò Mayman ni láti lo ọ̀pá ìfọ́nrán alágbára gíga láti ru àwọn átọ̀mù chromium nínú kírísítà ruby, nípa bẹ́ẹ̀ ó ń mú kí ọ̀wọ̀n ìmọ́lẹ̀ pupa tín-ín-rín kan pọ̀ sí i, nígbà tí a bá ta á ní ibi kan pàtó, ó lè dé ìwọ̀n otútù tí ó ga ju ojú oòrùn lọ.
Onímọ̀ sáyẹ́ǹsì Soviet H.Γ Basov ṣe àgbékalẹ̀ lésà semiconductor ní ọdún 1960. Ìṣètò lésà semiconductor sábà máa ń jẹ́ ti P Layer, N Layer àti active Layer tí ó ń ṣe ìdàpọ̀ méjì. Àwọn ànímọ́ rẹ̀ ni: ìwọ̀n kékeré, ìṣiṣẹ́ ìsopọ̀ gíga, iyára ìdáhùn kíákíá, ìgbì omi àti ìwọ̀n tí ó bá ìwọ̀n okùn optical mu, a lè ṣe àtúnṣe tààrà, ìbáṣepọ̀ tí ó dára.
Èfà, díẹ̀ lára àwọn ìtọ́ni pàtàkì fún lílo lésà
F. Ìbánisọ̀rọ̀ léésà
Lílo ìmọ́lẹ̀ láti fi ìsọfúnni ránṣẹ́ wọ́pọ̀ gan-an lónìí. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ọkọ̀ ojú omi máa ń lo ìmọ́lẹ̀ láti bá àwọn ènìyàn sọ̀rọ̀, àwọn iná ìrìnnà sì máa ń lo pupa, yẹ́lò, àti ewéko. Ṣùgbọ́n gbogbo ọ̀nà tí a fi ń fi ìsọfúnni ránṣẹ́ yìí nípa lílo ìmọ́lẹ̀ lásán ni a lè fi pamọ́ sí àwọn ibi tí ó jìnnà. Tí o bá fẹ́ fi ìsọfúnni ránṣẹ́ sí àwọn ibi tí ó jìnnà nípasẹ̀ ìmọ́lẹ̀, o kò gbọdọ̀ lo ìmọ́lẹ̀ lásán, ṣùgbọ́n o lè lo lésà nìkan.
Báwo lo ṣe lè fi lésà náà ṣe é? A mọ̀ pé iná mànàmáná lè gbé e lọ sí orí wáyà bàbà, ṣùgbọ́n a kò lè gbé ìmọ́lẹ̀ lọ sí orí wáyà irin lásán. Nítorí èyí, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ti ṣe àgbékalẹ̀ okùn kan tí ó lè gbé ìmọ́lẹ̀ jáde, tí a ń pè ní okùn optical, tí a ń pè ní okùn. A fi àwọn ohun èlò gíláàsì pàtàkì ṣe okùn optical, ìwọ̀n rẹ̀ sì tinrin ju irun ènìyàn lọ, ó sábà máa ń jẹ́ 50 sí 150 microns, ó sì rọ̀ gan-an.
Ní gidi, àárín inú okùn náà jẹ́ àmì ìfàmọ́ra gíga ti gilasi opitika tí ó hàn gbangba, àti ìbòrí òde náà ni a fi gilasi tàbí ike oníwọ̀n díẹ̀ ṣe. Irú ìṣètò bẹ́ẹ̀, ní ọwọ́ kan, lè mú kí ìmọ́lẹ̀ náà tàn káàkiri àárín inú, gẹ́gẹ́ bí omi tí ń ṣàn síwájú nínú páìpù omi, iná mànàmáná tí a ń gbé síwájú nínú wáyà náà, kódà bí ẹgbẹẹgbẹ̀rún ìyípo àti ìyípo kò bá ní ipa kankan. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, ìbòrí àmì ìfàmọ́ra kékeré lè dènà ìmọ́lẹ̀ láti yọ́ jáde, gẹ́gẹ́ bí páìpù omi kò ṣe yọ́ àti pé ìpele ìdáàbòbò ti wáyà náà kò ṣe ń da iná mànàmáná.
Ìrísí okùn opitika ló ń yanjú ọ̀nà tí a fi ń tan ìmọ́lẹ̀, àmọ́ kò túmọ̀ sí pé pẹ̀lú rẹ̀, a lè gbé ìmọ́lẹ̀ èyíkéyìí lọ sí ibi jíjìnnà. Ìmọ́lẹ̀ gíga, àwọ̀ mímọ́, lésà ìtọ́sọ́nà tó dára nìkan ni orísun ìmọ́lẹ̀ tó dára jùlọ láti fi ìsọfúnni ránṣẹ́, ó jẹ́ àtẹ̀wọlé láti apá kan okùn náà, kò sí àdánù àti àbájáde láti apá kejì. Nítorí náà, ìbánisọ̀rọ̀ opitika jẹ́ ìbánisọ̀rọ̀ lésà, èyí tó ní àǹfààní agbára ńlá, dídára gíga, orísun ohun èlò tó gbòòrò, ìpamọ́ tó lágbára, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì sì ń pè é ní ìyípadà nínú ẹ̀ka ìbánisọ̀rọ̀, ó sì jẹ́ ọ̀kan lára àwọn àṣeyọrí tó dára jùlọ nínú ìyípadà ìmọ̀ ẹ̀rọ.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹfà-29-2023