Định Nghĩa Tia Laser: Cấu Tạo, Tính Chất Và Ứng Dụng

Số lượt đọc bài viết: 18.992

Định nghĩa laser là gì? Tính chất của laser là gì? Cấu tạo của laser? Ứng dụng của laser trong cuộc sống như nào? Ảnh hưởng của tia laser?… Cùng DINHNGHIA.VN tìm hiểu về định nghĩa laser là gì cùng một số những nội dung liên quan qua bài viết dưới đây nhé!

MỤC LỤC

• Định nghĩa tia laser là gì?
• Cách phân loại laser
• Cấu tạo nguồn phát tia laser
  • Nguyên lý hoạt động
  • Chế độ hoạt động
  • Công suất của laser
• Các tính chất của tia laser
• Ứng dụng của tia laser

Định nghĩa tia laser là gì?

Định nghĩa laser là gì? Tia laser (còn đọc là lade) là tên viết tắt của cụm từ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation trong tiếng Anh, và có nghĩa là “khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích”.

Cách phân loại laser

Có nhiều loại laser khác nhau, có thể ở dạng hỗn hợp khí, ví dụ He-Ne, hay dạng chất lỏng, song có độ bức xạ lớn nhất vẫn là tia laser tạo bởi các thành phần từ trạng thái chất rắn.

Laser chất rắn: Có khoảng 200 chất rắn có khả năng dùng làm môi trường hoạt chất laser. Laser chất khí: He-Ne, Argon, CO2

Cấu tạo nguồn phát tia laser

Cấu tạo chung của một máy laser gồm có: buồng cộng hưởng chứa hợp chất laser, nguồn nuôi và hệ thống dẫn quang

Nguyên lý hoạt động

• Dưới sự tác động của hiệu điện thế cao, các electron của thạch anh di chuyển từ mức năng lượng thấp lên mức năng lương cao tạo nên trạng thái nghịch đảo mật độ tích lũy của electron.
• Ở mức năng lượng cao, một số electron sẽ rơi ngẫu nhiên xuống mức năng lượng thấp, giải phóng hạt ánh sáng được gọi là photon.
• Các hạt photon này sẽ toả ra nhiều hướng khác nhau từ một nguyên tử, va phải các nguyên tử khác, kích thích eletron ở các nguyên tử này rơi xuống tiếp, sinh thêm các photon cùng tần số, cùng pha và cùng hướng bay, tạo nên một phản ứng dây chuyền khuếch đại dòng ánh sáng.
• Các hạt photon bị phản xạ qua lại nhiều lần trong vật liệu, nhờ các gương để tăng hiệu suất khuếch đại ánh sáng.
• Một số photon ra ngoài nhờ có gương bán mạ tại một đầu của vật liệu. Tia sáng đi ra chính là tia laser.

Chế độ hoạt động

• Chế độ phát liên tục: Trong chế độ phát liên tục, công suất của một laser tương đối không đổi so với thời gian. Sự đảo nghịch mật độ electron cần thiết cho hoạt động laser được duy trì liên tục bởi nguồn bơm năng lượng đều đặn.
• Chế độ phát xung: Trong chế độ phát xung, công suất laser luôn thay đổi so với thời gian, với đặc trưng là các giai đoạn “đóng” và “ngắt” cho phép tập trung năng lượng cao nhất có thể trong một thời gian ngắn nhất có thể.

Công suất của laser

Tùy loại laser mà có nguồi sáng công suất khác nhau. Có những loại laser công suất mạnh tương đương công suất 1 vạn  nhà máy điện 1 triệu KW. Nhựng nguồn laser công suất mạnh có thể sử dụng trong công nghiệp nặng như khoan cắt vật liệu, hay chế tạo các loại vũ khí, khí tài quân sự. Các loại laser sử dụng trong y học là những laser có công suất thấp như laser He – Ne công suất chỉ khoảng từ 2MW đến 10MW.

Các tính chất của tia laser

1. Theo thuyết lượng tử thì trong một nguyên tử electron tồn tại ở các mức năng lượng riêng biệt và rời rạc. Các mức năng lượng có thể hiểu là tương ứng với các quỹ đạo riêng biệt của electron xung quanh hạt nhân. Electron ở bên ngoài sẽ có mức năng lượng cao hơn những electron ở phía trong.
2. Khi có sự tác động vật lý hay hóa học từ bên ngoài, các electron này cũng có thể nhảy từ mức năng lượng thấp lên mức năng lượng cao hay ngược lại, gọi là chuyển dời trạng thái. Các chuyển dời có thể sinh ra hay hấp thụ lượng tử ánh sáng hay photontheo thuyết lượng tử của Albert Einstein. Bước sóng (liên quan đến màu sắc) của tia sáng phụ thuộc vào sự chênh lệch năng lượng giữa các mức.
3. Độ đơn sắc cao
4. Mật độ phổ (độ chói) rất cao
5. Độ định hướng cao

Ứng dụng của tia laser

Ngày nay, người ta đã chế tạo ra được gần 500 loại laser khác nhau, ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực:

• Đo đạc những khoảng cách cực lớn, như trong ngành thiên văn (đo khoảng cách từ trái đất đến các hành tinh và khoảng cách giữa các hành tinh trong vũ trụ).
• Thiết lập dẫn đường như các loại bom, tên lửa được dẫn đường bằng laser.
• Thông tin liên lạc
• Công nghiệp nặng: hàn cắt kim loại
• Công  nghiệp chế tạo vũ khí.
• Cải tạo giống
• Trong y học (chuẩn đoán và điều trị bệnh, săn sóc thẩm mỹ)

Trên đây là những thông tin hữu ích về định nghĩa laser là gì, tính chất của laser, cấu tạo của laser, ứng dụng của laser trong cuộc sống cũng như những ảnh hưởng của tia laser… Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ích về định nghĩa laser để phục vụ cho quá trình nghiên cứu của mình. 

Rate this post Please follow and like us: