Wie funktioniert ein Laser?

Der Laser (Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission) ist ein Triumph moderner Optik.Durch die Nutzung einer quantenmechanischen Wirkung, die als stimulierte Emission bezeichnet wird, erzeugen Laser einen kohärenten, nahezu monochromatischen Strahl von Photonen.Nicht-Laser-Lichtquellen erzeugen typischerweise inkohärente, unkonzentrierte Lichtstrahlen bei einer Vielzahl von Wellenlängen, die bestimmte Anwendungen verbieten.

Um einen Laser zu erstellen, sind zwei Komponenten erforderlich und mdash.Ein Gewinnmedium und eine resonante optische Höhle.Für ein Gewinnmittel können bestimmte Kristalle, Gläser, Gase, Halbleiter und sogar gefärbte Flüssigkeiten verwendet werden.Das Verstärkungsmedium wird durch eine Energiepumpenquelle wie ein elektrischer Strom oder einen anderen Laser stimuliert.Das Medium absorbiert die Energie und spannte die Zustände der Partikel im Medium.Nach einer bestimmten Schwelle, die als Bevölkerungsinversion bezeichnet wird, wird das Licht durch das Medium durch das Licht durch das Medium mehr stimulierte Emission oder Freisetzung von Energie, als Absorption verursacht.-Silberer Spiegel am anderen.Die beiden reflektierenden Oberflächen verursachen Licht, das im Inneren eingeschlossen ist, um durch das Gewinnmedium hin und her zu reflektieren und bei jedem Pass mehr Energie zu erlangen.Wenn dieser Effekt abbaut, soll die Verstärkung gesättigt sein und das Licht zu echtem Laserlicht wird.Unterschiedliche Gewinnmedien führen zu Lasern unterschiedlicher Wellenlängen.

zwei Lasersorten sind kontinuierlich und Impuls.Der kontinuierliche Laser ist für die meisten Anwendungen nützlicher, aber die Energie in einem Impulslaser kann sehr groß sein.Der Grad, in dem der Strahl im Laufe der Zeit abweicht, variiert umgekehrt mit dem Verhältnis zu seinem Durchmesser.Kleine Balken wenden sich schnell ab, während größere Kohärent bleiben.

Wenn der Laser 1960 von Bell Labs patentiert wurde, konnte er nicht sofort Anwendungen erhalten, obwohl Spektrometrie, Interferometrie, Radar und nukleare Fusion als potenzielle Bereiche von Interesse diskutiert wurden.Heute gehört der Laser zu den vielseitigsten technologischen Wunder mit Anwendungen in der Datenspeicherung und -abnahme, Laserschneidung, Sehkorrektur, Vermessung, Messungen, Holographie und Anzeigen sowie sogar nukleare Fusion.Die maximal erreichbare Laserpulsintensität hat seit Mitte der 1980er Jahre exponentiell zugenommen.Eines Tages können Laser verwendet werden, um Netto-Energie-produzierende Fusionsreaktionen zu erzeugen und Energie für die gesamte menschliche Rasse bereitzustellen.Sie könnten auch verwendet werden, um Solarsegel in die Tiefen des Weltraums zu schieben.