#ترجمه_مقاله #لیزر #نور #پرتو #فوتون #امواج #همدوسی

📄ترجمه مقاله

🔴A Brief Introduction to Lasers and Applications: Scientific Approach

🟠مقدمه ای کوتاه بر لیزرها و کاربردها: رویکرد علمی

🟢 قسمت ۳:

همدوسی فضایی معمولاً از طریق خروجی یک پرتو باریک که پراش محدود است، اغلب به‌ اصطلاح به آن ها پرتو می‌گویند. پرتوهای لیزر را می توان به نقاط بسیار ریز متمرکز کرد و تابش بسیار بالایی را به دست آورد یا می توان آن‌ها را به پرتوهایی با واگرایی بسیار کم تبدیل کرد تا توان خود را در فاصله زیادی متمرکز کند.
همدوسی زمانی دلالت بر یک موج پلاریزه در یک فرکانس دارد که فاز آن در یک پرتو فاصله نسبتاً بزرگ همبسته است. یک پرتو تولید شده توسط یک منبع نوری حرارتی یا غیر همدوس دیگر، دارای دامنه و فاز آنی است که به طور تصادفی با توجه به زمان و موقعیت تغییر می کند و بنابراین طول همدوسی بسیار کوتاهی دارد.
اکثر لیزرهای با طول موج تک در واقع در چندین حالت با فرکانس های کمی متفاوت، اغلب نه در یک قطبش، تابش تولید می کنند. و اگر چه همدوسی زمانی دلالت بر تک رنگی دارد، حتی لیزرهایی وجود دارند که طیف وسیعی از نور را ساطع می کنند، یا طول موج های مختلف نور را به طور همزمان ساطع می کنند. لیزرهایی وجود دارند که حالت تک مد فضایی ندارند و در نتیجه پرتوهای نور آنها بیش از حد نیاز واگرا می شوند. با این حال، همه این دستگاه‌ها بر اساس روش تولید نور و گسیل تحریکی به عنوان لیزر طبقه‌بندی می‌شوند. لیزرها در کاربردهایی استفاده می‌شوند که نور همدوسی مکانی یا زمانی مورد نیاز را نمی‌توان با استفاده از فناوری‌های ساده‌تر تولید کرد.(شکل۳)

اساس عملکرد لیزر

طبق نظریه کوانتومی، هر اتمی تنها در حالت‌های گسسته یا سطوح انرژی می‌تواند انرژی داشته باشد. به طور معمول، اتم ها در پایین ترین حالت انرژی یا حالت پایه قرار دارند. هنگامی که نور یک منبع قدرتمند مانند یک لامپ پر نور یا یک قوس جیوه روی یک ماده می افتد، اتم ها در حالت پایه می توانند برای رفتن به یکی از سطوح بالاتر برانگیخته شوند. این فرآیند جذب نامیده می شود.
اتم پس از ماندن در آن سطح برای مدت زمان بسیار کوتاهی حدود ۸_۱۰ ثانیه، به حالت اولیه اولیه خود باز می گردد و در این فرآیند فوتونی ساطع می کند که به این فرآیند گسیل خود به خودی می گویند. دو فرآیند، یعنی جذب و گسیل خود به خودی، در یک منبع نور معمولی اتفاق می‌افتند، در صورتی که اتم، که هنوز در حالت برانگیختگی قرار دارد، توسط یک فوتون خارجی که دقیقاً انرژی لازم برای گسیل خود به خودی را دارد برخورد کند بنابراین با اتم برانگیخته شده تقویت می‌شود، علاوه بر این، هر دو فوتون از یک حالت برانگیخته در یک فاز آزاد می‌شوند، این فرآیند، که گسیل تحریکی نامیده می‌شود اساس عملکرد لیزر است . بنابراین، اتم تحریک می شود یا وادار می شود تا فوتون خود را زودتر از آنچه که معمولاً تحت گسیل خود به خودی انجام می داد، رها کند.
درنتیجه لیزر مشابه فنری است که پیچ خورده و خمیده شده است، برای رها شدن به یک کلید نیاز دارد، در این فرآیند، کلید فوتونی است که دقیقاً همان طول موج نوری که باید گسیل شود را داشته باشد. شکل۴ نمودار سطح انرژی پایه لیزر را نشان می دهد.



لینک این مقاله

🖋مترجم: نرگس رسولی

⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution