Paano gumagana ang isang laser?

Ang laser (light amplification sa pamamagitan ng stimulated emission ng radiation) ay isang tagumpay ng modernong optika.Sa pamamagitan ng pagsasamantala sa isang dami ng mekanikal na epekto na tinatawag na stimulated emission, ang mga laser ay bumubuo ng isang magkakaugnay, halos monochromatic beam ng mga photon.Ang mga hindi mapagkukunan ng ilaw na ilaw ay karaniwang bumubuo ng hindi nakakagulat, hindi nakatuon na mga beam ng ilaw sa iba't ibang mga haba ng haba, na nagbabawal sa ilang mga aplikasyon.

Upang lumikha ng isang laser, dalawang sangkap ang kinakailangan at mdash;isang gain medium at isang resonant optical cavity.Para sa isang medium medium, ilang mga kristal, baso, gasses, semiconductors at kahit na tinina na likido ay maaaring magamit.Ang gain medium ay pinasigla ng isang mapagkukunan ng bomba ng enerhiya tulad ng isang de -koryenteng kasalukuyang o isa pang laser.Ang daluyan ay sumisipsip ng enerhiya, kapana -panabik ang mga estado ng mga particle sa daluyan.Matapos ang isang tiyak na threshold, na tinatawag na pag -iikot ng populasyon, nakamit, nagniningning na ilaw sa pamamagitan ng daluyan ay nagdudulot ng mas pinasigla na paglabas, o pagpapakawala ng enerhiya, kaysa sa pagsipsip.

Ang isang resonant optical cavity ay isang espesyal na laki ng silid na may salamin sa isang dulo at isang semi-Silvered Mirror sa kabilang.Ang dalawang mapanimdim na ibabaw ay nagdudulot ng ilaw na nakulong sa loob upang sumasalamin pabalik -balik sa pamamagitan ng medium ng pakinabang, nakakakuha ng mas malaking enerhiya sa bawat pass.Kapag ang mga antas ng epekto na ito, ang pakinabang ay sinasabing puspos at ang ilaw ay nagiging tunay na ilaw ng laser.Ang iba't ibang mga daluyan ng pakinabang ay nagbibigay ng pagtaas sa mga laser ng iba't ibang mga haba ng haba.

Dalawang uri ng laser ay tuluy -tuloy at pulso.Ang tuluy -tuloy na laser ay mas kapaki -pakinabang para sa karamihan ng mga aplikasyon, ngunit ang enerhiya sa isang pulso laser ay maaaring napakalaki.Ang antas kung saan ang beam ay nag -iiba sa paglipas ng panahon ay magkakaiba -iba ng proporsyon sa diameter nito.Ang mga maliliit na beam ay mabilis na naiiba, habang ang mga mas malaki ay nananatiling magkakaugnay.

Kapag ang laser ay patentado ng mga lab ng kampanilya noong 1960, hindi ito agad mabigyan ng anumang mga aplikasyon, bagaman ang spectrometry, interferometry, radar at nuclear fusion ay tinalakay bilang mga potensyal na lugar ng interes.Ngayon, ang laser ay kabilang sa mga pinaka -maraming nalalaman ng mga kababalaghan sa teknolohikal, na may mga aplikasyon sa pag -iimbak ng data at pagkuha, pagputol ng laser, pagwawasto ng paningin, pagsisiyasat, pagsukat, holograpiya at pagpapakita, at kahit na nukleyar na pagsasanib.Ang maximum na makakamit na laser pulse intensity ay nadagdagan nang malaki mula noong kalagitnaan ng 1980s.Isang araw, ang mga laser ay maaaring magamit upang makabuo ng mga net reaksyon na gumagawa ng enerhiya, na nagbibigay ng enerhiya para sa buong lahi ng tao.Maaari rin silang magamit upang itulak ang mga solar na layag sa kailaliman ng kalawakan.