Πώς λειτουργεί ένα λέιζερ;

Το λέιζερ (ενίσχυση φωτός με διεγερμένη εκπομπή ακτινοβολίας) είναι ένας θρίαμβος της σύγχρονης οπτικής.Με την εκμετάλλευση ενός κβαντικού μηχανικού αποτελέσματος που ονομάζεται διεγερμένη εκπομπή, τα λέιζερ δημιουργούν μια συνεκτική, σχεδόν μονοχρωματική δέσμη φωτονίων.Οι πηγές φωτός μη λέιζερ συνήθως παράγουν ασυνάρτητες, αδιάφορες δοκούς φωτός σε μια ποικιλία από μήκη κύματος, απαγορεύοντας ορισμένες εφαρμογές.ένα μέσο κέρδους και μια συντονισμένη οπτική κοιλότητα.Για ένα μέσο κέρδους, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ορισμένοι κρύσταλλοι, γυαλιά, αέρια, ημιαγωγοί και ακόμη βαμμένα υγρά.Το μέσο κέρδους διεγείρεται από πηγή αντλίας ενέργειας, όπως ηλεκτρικό ρεύμα ή άλλο λέιζερ.Το μέσο απορροφά την ενέργεια, συναρπαστικά τις καταστάσεις των σωματιδίων στο μέσο.Μετά από ένα συγκεκριμένο όριο, που ονομάζεται αναστροφή του πληθυσμού, επιτυγχάνεται, το λαμπερό φως μέσω του μέσου προκαλεί περισσότερη διεγερμένη εκπομπή ή απελευθέρωση ενέργειας, από την απορρόφηση.-Ποήθημα καθρέφτη στο άλλο.Οι δύο ανακλαστικές επιφάνειες προκαλούν το φως που παγιδεύεται στο εσωτερικό για να αντανακλάται μπροστά και πίσω μέσω του μέσου κέρδους, αποκτώντας μεγαλύτερη ενέργεια με κάθε πέρασμα.Όταν αυτό το αποτέλεσμα επίπεδα, το κέρδος λέγεται ότι είναι κορεσμένο και το φως γίνεται πραγματικό φως λέιζερ.Διαφορετικά μέσα κέρδους δημιουργούν λέιζερ διαφορετικών μηκών κύματος.

Δύο ποικιλίες λέιζερ είναι συνεχείς και παλμούς.Το συνεχές λέιζερ είναι πιο χρήσιμο για τις περισσότερες εφαρμογές, αλλά η ενέργεια σε ένα παλμικό λέιζερ μπορεί να είναι πολύ μεγάλη.Ο βαθμός στον οποίο η δέσμη αποκλίνει με την πάροδο του χρόνου ποικίλλει αντιστρόφως ανάλογα με τη διάμετρο της.Οι μικρές δοκοί αποκλίνουν γρήγορα, ενώ οι μεγαλύτερες παραμένουν συνεπείς.

Όταν το λέιζερ κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από το Bell Labs το 1960, δεν θα μπορούσε αμέσως να δοθεί εφαρμογές, αν και η φασματομετρία, η συμβολομετρία, η ραντάρ και η πυρηνική σύντηξη συζητήθηκαν ως δυνητικοί τομείς ενδιαφέροντος.Σήμερα, το λέιζερ είναι από τα πιο ευπροσάρμοστα τεχνολογικά θαύματα, με εφαρμογές αποθήκευσης δεδομένων και ανάκτηση, κοπή λέιζερ, διόρθωση όρασης, ετικέτες, μετρήσεις, ολογραφία και οθόνες και ακόμη και πυρηνική σύντηξη.Η μέγιστη επιτεύξιμη ένταση παλμού λέιζερ έχει αυξηθεί εκθετικά από τα μέσα της δεκαετίας του '80.Μια μέρα, τα λέιζερ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία καθαρών αντιδράσεων σύντηξης που παράγουν ενέργεια, παρέχοντας ενέργεια για ολόκληρη την ανθρώπινη φυλή.Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθούν για να ωθήσουν τα ηλιακά πανιά στα βάθη του εξωτερικού χώρου.