Lazer nədir? Lazerin yaradılması prinsipi

Lazer “ən parlaq işıq” kimi tanınan bəşəriyyətin mühüm ixtiralarından biridir. Gündəlik həyatda tez-tez müxtəlif lazer tətbiqlərini, məsələn, lazer gözəlliyi, lazer qaynağı, lazer ağcaqanad öldürücüləri və s. Bu gün gəlin lazerlər və onların nəslinin arxasında duran prinsiplər haqqında ətraflı məlumat əldə edək.

Lazer nədir?

Lazer, xüsusi bir işıq şüası yaratmaq üçün lazerdən istifadə edən bir işıq mənbəyidir. Lazer, stimullaşdırılmış radiasiya prosesi vasitəsilə xarici işıq mənbəyindən və ya enerji mənbəyindən enerji daxil edərək lazer işığı yaradır.

Lazer işığı və optik reflektoru gücləndirə bilən aktiv mühitdən (məsələn, qaz, bərk və ya maye) ibarət optik cihazdır. Lazerdə aktiv mühit adətən seçilmiş və işlənmiş materialdır və onun xüsusiyyətləri lazerin çıxış dalğa uzunluğunu müəyyən edir.

Lazerlərin yaratdığı işıq bir neçə unikal xüsusiyyətə malikdir:

Birincisi, lazerlər bəzi xüsusi optik ehtiyacları ödəyə bilən çox ciddi tezliklərə və dalğa uzunluqlarına malik monoxromatik işıqdır.

İkincisi, lazer koherent işıqdır və işıq dalğalarının fazası çox ardıcıldır ki, bu da uzun məsafələrdə nisbətən sabit işıq intensivliyini saxlaya bilir.

Üçüncüsü, lazerlər çox dar şüalara və əla fokuslanmaya malik yüksək istiqamətli işıqdır ki, bu da yüksək məkan qətnaməsinə nail olmaq üçün istifadə edilə bilər.

Lazer işıq mənbəyidir

Lazer generasiya prinsipi

Lazerin yaranması üç əsas fiziki prosesi əhatə edir: stimullaşdırılmış radiasiya, spontan emissiya və stimullaşdırılmış udma.

Szamanlanmış radiasiya

Stimullaşdırılmış radiasiya lazer istehsalının açarıdır. Yüksək enerji səviyyəsində olan bir elektron başqa bir foton tərəfindən həyəcanlandıqda, həmin foton istiqamətində eyni enerji, tezlik, faza, qütbləşmə vəziyyəti və yayılma istiqaməti olan bir foton buraxır. Bu proses stimullaşdırılmış şüalanma adlanır. Yəni, foton stimullaşdırılmış şüalanma prosesi vasitəsilə eyni fotonu “klonlaya” və bununla da işığın gücləndirilməsinə nail ola bilər.

Spontan emissiya

Atom, ion və ya molekulun elektronu yüksək enerji səviyyəsindən aşağı enerji səviyyəsinə keçdikdə, müəyyən miqdarda enerjinin fotonlarını buraxır ki, bu da spontan emissiya adlanır. Bu cür fotonların emissiyası təsadüfi olur və buraxılan fotonlar arasında heç bir uyğunluq yoxdur, yəni onların fazası, qütbləşmə vəziyyəti və yayılma istiqaməti hamısı təsadüfi olur.

Svaxtlı udma

Aşağı enerji səviyyəsində olan bir elektron, öz enerji səviyyəsi fərqinə bərabər olan bir fotonu udduqda, yüksək enerji səviyyəsinə həyəcanlana bilər. Bu proses stimullaşdırılmış udma adlanır.

Lazerlərdə stimullaşdırılmış şüalanma prosesini gücləndirmək üçün adətən iki paralel güzgüdən ibarət rezonans boşluğundan istifadə edilir. Bir güzgü tam əks etdirən güzgüdür, digər güzgü isə lazerin bir hissəsinin keçməsinə imkan verən yarı əks etdirən güzgüdür.

Lazer mühitindəki fotonlar iki güzgü arasında irəli və geri əks olunur və hər əks stimullaşdırılmış şüalanma prosesi vasitəsilə daha çox foton istehsal edir və bununla da işığın gücləndirilməsinə nail olur. İşığın intensivliyi müəyyən dərəcədə artdıqda, yarı əks etdirən güzgü vasitəsilə lazer yaranır.