Laseroptik - Weißlichtlaser und seine Anwendung

Die bestehende Lasertechnologie hatte immer eine kurze Platine, die nur Licht einer einzigen Wellenlänge oder schmalbandig emittieren kann. Wie man die Frequenz des Lasers, der ultrabreitbandige, supergerade, ultraviolette, sichtbare und infrarote Wellenlängen von kohärentem Weißlichtlaser bildet, erweitert, ist immer noch ein unerfüllter menschlicher Traum, es ist ein weltweites Problem von Wissenschaft und Technologie. Denn die Laseroptik besteht aus optischem Resonator, Verstärkungsmedium und Pumpquelle. Die Wellenlänge des Lasers wird durch die Energieniveaustruktur der Atome, Moleküle oder Ionen in der Verstärkungssubstanz bestimmt.

Da das natürliche Material des Laserkristalls eine starke Begrenzung des Verstärkungsfrequenzbereichs und der Verstärkungsbandbreite aufweist, kann der Laser keine Laserwellenlänge erzeugen.
Wird der perfekte weiße Laser entstehen? Welche Veränderungen und Entwicklungen könnte es für die Anwendung von Lasern bringen?

1. Das Sonnenlicht

Es ist allen bekannt, dass alle Dinge durch die Sonne wachsen und das Sonnenlicht Licht und Wärme auf die Erde bringt. Das bekannte Sonnenlicht ist eine Art weißes Licht, und sein Spektrum umfasst ultraviolette - sichtbare - nahe Infrarot- und mittlere Infrarotbänder, wie in Abbildung 1 gezeigt. Im sichtbaren Lichtband (400-700 nm) ist die Strahlungsenergie am stärksten. Abdeckung von sieben Farben Rot, Orange, Gelb, Grün und Blau und kontinuierliche Verteilung und Übergang im Spektrum. Da die Sonne weiß ist, sind nach einem Regenregen oft Regenbögen am Himmel zu sehen, oder das Sonnenlicht fällt durch ein Glasprisma durch sieben Lichtfarben (Abbildung 2). Dies ist eine alltägliche Erfahrung.

Eines der Dinge, mit denen die Menschen weniger vertraut sind, ist, dass Sonnenlicht ein völlig inkohärentes Licht ist. In Bezug auf die räumliche Kohärenz kann das Sonnenlicht nicht gerade und stark divergierend sein. Hinsichtlich der zeitlichen Kohärenz gibt es keine Phasenkorrelation und -verriegelung zwischen verschiedenen Farben des Sonnenlichts. Sonnenlicht kann also nur zur Energiegewinnung für Heizung, Warmwasserbereiter, Solarzellen und so weiter genutzt werden.

Aber der Einsatz moderner Wissenschaft und Technologie, wie etwa die Nutzung von Sonnenlicht zur Informationsübertragung, scheint außer Frage zu stehen.

Die spektrale Verteilung des Sonnenlichts. Das Spektrum der Sonnenstrahlung einschließlich der Sonne selbst, das Spektrum des auf die Erde einfallenden Sonnenlichts und das Spektrum des Sonnenlichts, das aufgrund der Absorption von atmosphärischem Wasser und Kohlendioxid den Meeresspiegel erreicht.

2. Vorteile und Einsatzmöglichkeiten von Weißlichtlasern

Weißlichtlaserlichtquelle, Kurzwellenlaserlichtquellen und kontinuierliches Laserlicht im Vergleich zu gewöhnlichem Weißlicht, wie Sonnenlicht, Glühlampe, weiße LED-Lampe usw.), hat die Vorteile von hoher Helligkeit, hoher Spitzenleistung und Breite Frequenzbereich usw. In den Bereichen wissenschaftliche Forschung, Verteidigung, Militär, Beleuchtung, Kommunikationstechnologie, Informationstechnologie, industrielle Produktion, Biomedizin, Umweltdetektion usw. erhielt es viel Aufmerksamkeit.

Weißes Licht als eine Art neue Laserlichtquelle hat eine Vielzahl von Vorteilen wie gute Richtwirkung, hohe Energiedichte, superkontinuierliches Spektrum, große Bandbreite, das Zentrum der flexiblen Wellenlänge, hohes Maß an zeitlicher und räumlicher Kohärenz. Dadurch wird der Funktions- und Anwendungsbereich der Lasertechnologie erheblich erweitert. Der Weißlichtlaser oder der Solarlaser ist das vollständig kohärente Licht, nicht nur die Höhe des Laserstrahls, sondern auch der sehr kleine Bereich. Unterschiedliche Farbe zwischen Amplitude und Phasenverriegelung vollständig, durch Regulierung der Amplitude und Phase, kann es die Zeit der Laserimpulsform ändern, den eigenen Neigungen folgen und sehr kurze Impulsbreiten erzeugen (Femtosekunden- und Femtosekunden-Laserimpulse. Solch ein Solarlaser wird das haben Potenzial, um die Fokussierung und Konvergenz von Lichtenergie in Raum und Zeit zu realisieren.Es setzt Energie in kleinen Bereichen und sehr kurzen Zeiträumen frei, um eine extrem hohe sofortige Leistungsdichte zu bilden.