Posted By: Radoomek (Zeleny Obludnik :)) on 'CZscience'
Title:     polovodicovy laser
Date:      Tue Jan 20 16:15:25 1998

  Nevim kde tato debata probiha, nicmene sem to snad mohu dat.

Prinip laseru obecne:
Prvnimi kdo laser predpovedel byl A.Einstein a na nej navazal P.Dirac
Ti jiz vedeli, ze "nucenou emisi" vytvorene svetlo by melo nektere 
zvlastni vlastnosti. Bylo by koherentni. Tj, vyzarena kvanta svetla budou 
mit stejnou fazi a budou vazana jedno na druhe. ("klasicke" svetlo je 
chaoticke a take diky tomu dochazi k vysokemu rozptylu.) Bude zesilene a 
bude mit charakter sinusove vlny (u niz je mozno v kazdem okamziku urcit 
zda prave prochazi vrchol vlny ci jina jeji faze)

Fyzikalni princip vellmi zjednodusene: Energetickym pulsem jsou elektrony 
prinuceny vystoupit na vyssi energetickou hladinu (excitace), nez na jake 
se vyskytuji normalne. Dalsim energetickym pulsem jsou tyto excitovane 
castice srazeny zpet dolu a to prakticky ve stejnem okamziku. Uvolnena 
energie pri prechodu z vyssi na nizsi energ. hladinu se projevi vyzarenim 
fotonu. Dojde tedy k mohutne emisi fotonu. Ty diky orientaci atomu jsou 
vyzareny v jednom smeru (jedna li se o krystal napriklad rubinovy- pak ve 
smeru osy krystalu). Cili na obrazku asi takto:

     |  k         |   a - nepropustne zrcadlo
     | |XXXXXXXX| |   b - polopropustne zrcadlo
     |            |   k - krystal
    a  ^^^^^^^^^^ b   v - vybojka
          v   
Vybojka v vysle energeticky puls, cimz excituje elektrony. Ty jelikoz 
jsou na excitovane hladine nestabilni se v kratke chvili spadnou na nizsi 
stabilni hladinu a vyzari pri tom foton. Fotony se siri ve smeru a->b 
nacez se od b  odrazi a miri skrz krystal k a. To vybudi dalsi emisi fotonu.
Takto se odrazi a neustale zesiluji az maji dostatecnou energii, aby 
pronikly skrz polopropustne zrcadlo b. Jelikoz zesilovane jsou skutecne 
jen axialne jdouci paprsky, tak vysledny paprsek je koherentni, velice 
uzky, monochromaticky, s velmi nizkym rozptylem.
-POZ: rubinova tycinka se silne zahriva -> lze pracovat pouze pulsne

Princip polovodicovych laseru sillne zjednoduseny.

V polovodici se vytvori takova mrizka, ktera nahrazuje pravidelnou 
strukturu krystalu'. Dale struktura musi poskytovat dostatek volnych 
energetickych hladin. Realizace je obvykle sandwich. Priklad: GaAs 
krystal s primesemi Telluru, Selenu, Cinu, Zinku aj. vytvari vlasnosti 
P-N prechodu. (Je nutne mit zajisteno vellmi dobry odvod tepla). pracovni 
teploty jsou blizke absolutni nule (-273.15C) ... chlazeno kapalnym 
heliem a dusikem. Celkovy rozmer je pod milimetr. pracuje na principu 
elektroluminiscence (jako plynovy laser) Elektrickym proudem radove 
desitek tisic amperu na centimetr ctverecni (proto ty male rozmery) se 
vyvola intenzivni vyzarovani z p-n prechodu. Vlastnosti jsou nesmirne 
zavisle na primesich a teplotach.
U ostatnich konstrukci je princip podobny, jen je jiz pokrocilejsi 
technologoe a neni nutno chladit polovodic na tak nizke teploty. Staci 
radove pokojova teplota.

Dalsi lasery jsou zejmena chemicke a plynove. Lasery mohou vyzarovat jak
Roentgenovy paprsky, tak viditelne svetlo, vlastne zalezi jen na konstrukci.
Nejvykonnejsi lasery jsou na bazi plynove. Zatimco polovodicove a 
pevnofazove (skoro nepouzivaji) se pouzivaji v elektronice apod.

Doufam ze jsem tim zkracenim neprvedl moc nepresnosti. Pokud ano tak se 
omlouvam.

S pozdravem Radoomek

 
         /         Entering world reconstruction menu:
      ^^^OO^^^      (N) for new world  (E) for edit current world
      Rad..mek       
                     Emajlik:               Houmpejdz:
                    Kolar@ius.prf.cuni.cz  http://karkulka.prf.cuni.cz