Hur fungerar en laser?

Lasern (ljusförstärkning genom stimulerad utsläpp av strålning) är en triumf av modern optik.Genom att utnyttja en kvantmekanisk effekt som kallas stimulerad emission genererar lasrar en sammanhängande, nästan monokromatisk stråle av fotoner.Icke-laserljuskällor genererar vanligtvis sammanhängande, ofokuserade ljusstrålar vid olika våglängder, och förbjuder vissa tillämpningar.

För att skapa en laser är två komponenter nödvändiga mdash;Ett förstärkningsmedium och ett resonans optiskt hålrum.För ett förstärkningsmedium kan vissa kristaller, glas, gaser, halvledare och till och med färgade vätskor användas.Förstärkningsmediet stimuleras av en energipumpkälla såsom en elektrisk ström eller en annan laser.Mediet absorberar energin och spännande partiklarnas tillstånd i mediet.Efter en viss tröskel, kallad befolkningsinversion, uppnås, lysande ljus genom mediet orsakar mer stimulerad emission eller frisättning av energi än absorption.

En resonans optisk kavitet är en specialstor kammare med en spegel i ena änden och en semii-Silverad spegel vid den andra.De två reflekterande ytorna orsakar ljus som fångas inuti för att reflektera fram och tillbaka genom förstärkningsmediet och förvärva större energi med varje pass.När denna effekt nivåer av sägs förstärkningen vara mättad och ljuset blir sant laserljus.Olika förstärkningsmedier ger upphov till lasrar med olika våglängder.

Två sorter av laser är kontinuerliga och puls.Den kontinuerliga lasern är mer användbar för de flesta applikationer, men energin i en pulslaser kan vara mycket stor.Graden till vilken strålen avviker över tiden varierar omvänt med proportion till dess diameter.Små balkar avviker snabbt, medan större förblir sammanhängande.

När lasern patenterades av Bell Labs 1960, kunde det inte omedelbart ges några tillämpningar, även om spektrometri, interferometri, radar och kärnfusion diskuterades som potentiella intressanta områden.Idag är lasern bland de mest mångsidiga av tekniska underverk, med applikationer inom datalagring och återhämtning, laserskärning, synkorrigering, kartläggning, mätningar, holografi och skärmar och till och med kärnfusion.Maximal möjlig laserpulsintensitet har ökat exponentiellt sedan mitten av 1980-talet.En dag kan lasrar användas för att generera netto-energiproducerande fusionsreaktioner och ge energi för hela mänskligheten.De kan också användas för att skjuta solseglar i djupet i yttre rymden.