Jak działa laser?

Laser (amplifikacja światła przez stymulowaną emisję promieniowania) jest triumfem współczesnej optyki.Wykorzystując kwantowy efekt mechaniczny zwany stymulowaną emisją, lasery generują spójną, prawie monochromatyczną wiązkę fotonów.Nieodooderowe źródła światła zazwyczaj generują niespójne, nieokreślone wiązki światła o różnych długościach fal, zakazujące niektórych zastosowań.

Aby utworzyć laser, dwa komponenty są konieczne i mdash;Medium wzmocnienia i rezonansowa jama optyczna.W przypadku pożywki wzmocnienia można zastosować niektóre kryształy, szklanki, gazy, półprzewodniki, a nawet barwione ciecze.Pożywka wzmocnienia jest stymulowana przez źródło pompy energii, takie jak prąd elektryczny lub inny laser.Medium pochłania energię, ekscytującą stany cząstek w medium.Po osiągnięciu pewnego progu, zwanego inwersją populacji, lśnienie światła przez pożywkę powoduje bardziej stymulowaną emisję lub uwalnianie energii, niż wchłanianie.

Rezonansowa wnęka optyczna jest specjalnie wielkości komory z lustrem na jednym końcu i półprzewodnikowym-Silnerowane lustro w drugim.Dwie powierzchnie odblaskowe powodują, że światło uwięzione w środku odbijają się w tę iz powrotem przez medium wzmocnienia, zdobywając większą energię z każdym przejściem.Kiedy ten efekt się wyrównuje, mówi się, że wzmocnienie jest nasycone, a światło staje się prawdziwym światłem laserowym.Różne pożywki wzmocnienia powodują lasery o różnych długościach fal.

Dwie odmiany lasera są ciągłe, a impuls.Ciągły laser jest bardziej przydatny do większości zastosowań, ale energia w laserze impulsowym może być bardzo duża.Stopień, w jakim wiązka rozbiega się z czasem, zmienia się odwrotnie z proporcją do swojej średnicy.Małe wiązki szybko się rozwijają, podczas gdy większe pozostają spójne.

Gdy laser został opatentowany przez Bell Labs w 1960 r., Nie można było od razu podać żadnych zastosowań, chociaż spektrometria, interferometria, radar i fuzja jądrowa zostały omówione jako potencjalne obszary zainteresowania.Dziś laser jest jednym z najbardziej wszechstronnych cudów technologicznych, z aplikacjami do przechowywania i wyszukiwania danych, cięciem laserowym, korektą widzenia, badań, pomiarów, hologografii i wyświetlaczy, a nawet fuzji jądrowej.Maksymalna osiągalna intensywność impulsu laserowego wzrosła wykładniczo od połowy lat 80. XX wieku.Pewnego dnia lasery można wykorzystać do generowania reakcji fuzyjnych wytwarzających energię netto, zapewniając energię dla całej rasy ludzkiej.Mogą być również używane do wkładania żagli słonecznych w głębokości kosmosu.