Làm thế nào để một laser hoạt động?

Laser (khuếch đại ánh sáng bằng cách phát xạ kích thích của bức xạ) là một chiến thắng của quang học hiện đại.Bằng cách khai thác một hiệu ứng cơ học lượng tử gọi là phát xạ kích thích, laser tạo ra một chùm photon kết hợp, gần như đơn sắc.Các nguồn ánh sáng không laser thường tạo ra các chùm ánh sáng không mạch lạc, không tập trung ở nhiều bước sóng khác nhau, cấm các ứng dụng nhất định. Để tạo laser, hai thành phần là cần thiết mdash;Một phương tiện tăng và khoang quang cộng hưởng.Đối với một phương tiện tăng, một số tinh thể, kính, khí, chất bán dẫn và thậm chí các chất lỏng nhuộm có thể được sử dụng.Môi trường tăng được kích thích bởi một nguồn bơm năng lượng như dòng điện hoặc laser khác.Môi trường hấp thụ năng lượng, thú vị các trạng thái của các hạt trong môi trường.Sau một ngưỡng nhất định, được gọi là đảo ngược dân số, đạt được, chiếu sáng qua môi trường gây ra sự phát xạ được kích thích nhiều hơn hoặc giải phóng năng lượng, hơn là sự hấp thụ.-Silvered Gương ở cái khác.Hai bề mặt phản chiếu gây ra ánh sáng bị mắc kẹt bên trong để phản chiếu qua lại thông qua phương tiện tăng, thu được năng lượng lớn hơn với mỗi lần vượt qua.Khi hiệu ứng này tắt, mức tăng được cho là bão hòa và ánh sáng trở thành ánh sáng laser thực sự.Các môi trường tăng khác nhau làm phát sinh các laser có bước sóng khác nhau.

Hai loại laser là liên tục và xung.Laser liên tục hữu ích hơn cho hầu hết các ứng dụng, nhưng năng lượng trong laser xung có thể rất lớn.Mức độ mà chùm tia phân kỳ theo thời gian thay đổi ngược với tỷ lệ đường kính của nó.Các chùm nhỏ phân kỳ nhanh chóng, trong khi các chùm lớn hơn vẫn kết hợp. Khi laser được Bell Labs cấp bằng sáng chế vào năm 1960, nó không thể được cung cấp ngay lập tức, mặc dù phép đo phổ, giao thoa kế, radar và hợp nhất hạt nhân được thảo luận như các khu vực quan tâm tiềm năng.Ngày nay, laser là một trong những kỳ quan công nghệ linh hoạt nhất, với các ứng dụng trong lưu trữ và truy xuất dữ liệu, cắt laser, điều chỉnh tầm nhìn, khảo sát, đo lường, hình ba chiều và màn hình, và thậm chí hợp nhất hạt nhân.Cường độ xung laser tối đa có thể đạt được đã tăng theo cấp số nhân kể từ giữa những năm 1980.Một ngày nọ, laser có thể được sử dụng để tạo ra các phản ứng hợp nhất sản xuất năng lượng ròng, cung cấp năng lượng cho toàn bộ loài người.Chúng cũng có thể được sử dụng để đẩy các cánh buồm mặt trời vào độ sâu của không gian bên ngoài.