Laser je jedan od važnih izuma čovječanstva, poznat kao "najsjajnija svjetlost". U svakodnevnom životu često možemo vidjeti različite primjene lasera, kao što su laserska ljepota, lasersko zavarivanje, laserski ubici komaraca i tako dalje. Danas ćemo detaljnije razumjeti lasere i principe njihovog nastanka.
Šta je laser?
Laser je izvor svjetlosti koji koristi laser za generiranje posebnog snopa svjetlosti. Laser generira lasersku svjetlost unošenjem energije iz vanjskog izvora svjetlosti ili izvora napajanja u materijal kroz proces stimuliranog zračenja.
Laser je optički uređaj sastavljen od aktivnog medija (kao što je gas, čvrsta materija ili tečnost) koji može pojačati svjetlost i optičkog reflektora. Aktivni medij u laseru je obično odabrani i obrađeni materijal, a njegove karakteristike određuju izlaznu talasnu dužinu lasera.
Svjetlost koju generiraju laseri ima nekoliko jedinstvenih karakteristika:
Prvo, laseri su monohromatska svjetlost sa vrlo strogim frekvencijama i talasnim dužinama, što može zadovoljiti neke posebne optičke potrebe.
Drugo, laser je koherentna svjetlost, a faza svjetlosnih valova je vrlo konzistentna, što može održati relativno stabilan intenzitet svjetlosti na velikim udaljenostima.
Treće, laseri su visoko usmjerena svjetlost s vrlo uskim snopovima i odličnim fokusiranjem, što se može koristiti za postizanje visoke prostorne rezolucije.
Laser je izvor svjetlosti
Princip laserske generacije
Generisanje lasera uključuje tri osnovna fizička procesa: stimulisano zračenje, spontanu emisiju i stimulisanu apsorpciju.
Sstimulirano zračenje
Stimulisano zračenje je ključ za generisanje lasera. Kada elektron na visokom energetskom nivou pobudi drugi foton, on emituje foton sa istom energijom, frekvencijom, fazom, stanjem polarizacije i smjerom širenja u smjeru tog fotona. Ovaj proces se naziva stimulisano zračenje. To jest, foton može "klonirati" identičan foton kroz proces stimulisanog zračenja, čime se postiže pojačanje svjetlosti.
Sspontana emisija
Kada elektron atoma, iona ili molekula pređe sa visokog energetskog nivoa na niski energetski nivo, on oslobađa fotone određene količine energije, što se naziva spontana emisija. Emisija takvih fotona je slučajna i ne postoji koherencija između emitovanih fotona, što znači da su njihova faza, stanje polarizacije i smjer širenja slučajni.
Sstimulirana apsorpcija
Kada elektron na niskom energetskom nivou apsorbuje foton sa razlikom energetskih nivoa jednakom njegovom vlastitom, može se pobuditi na visoki energetski nivo. Ovaj proces se naziva stimulisana apsorpcija.
Kod lasera se obično koristi rezonantna šupljina sastavljena od dva paralelna ogledala za pojačavanje procesa stimulisanog zračenja. Jedno ogledalo je ogledalo totalne refleksije, a drugo ogledalo je polurefleksije, koje omogućava prolaz dijela lasera.
Fotoni u laserskom mediju se reflektiraju naprijed-nazad između dva ogledala, a svaka refleksija proizvodi više fotona kroz proces stimuliranog zračenja, čime se postiže pojačanje svjetlosti. Kada se intenzitet svjetlosti poveća do određene mjere, laser se generira kroz polureflektirajuće ogledalo.
Vrijeme objave: 07.12.2023.
