O láser é un dos inventos importantes da humanidade, coñecido como a "luz máis brillante". Na vida diaria, moitas veces podemos ver varias aplicacións con láser, como beleza con láser, soldadura con láser, matamosquitos con láser, etc. Hoxe, imos ter unha comprensión detallada dos láseres e os principios detrás da súa xeración.
Que é un láser?
O láser é unha fonte de luz que utiliza un láser para xerar un feixe especial de luz. Un láser xera luz láser introducindo enerxía dunha fonte de luz externa ou fonte de enerxía no material mediante o proceso de radiación estimulada.
Un láser é un dispositivo óptico composto por un medio activo (como gas, sólido ou líquido) que pode amplificar a luz e un reflector óptico. O medio activo nun láser adoita ser un material seleccionado e procesado, e as súas características determinan a lonxitude de onda de saída do láser.
A luz xerada polos láseres ten varias características únicas:
En primeiro lugar, os láseres son luz monocromática con frecuencias e lonxitudes de onda moi estritas, que poden satisfacer algunhas necesidades ópticas especiais.
En segundo lugar, o láser é unha luz coherente e a fase das ondas luminosas é moi consistente, o que pode manter unha intensidade de luz relativamente estable a longas distancias.
En terceiro lugar, os láseres son luz altamente direccional con feixes moi estreitos e un excelente enfoque, que se poden usar para acadar unha alta resolución espacial.
O láser é unha fonte de luz
O principio da xeración de láser
A xeración do láser implica tres procesos físicos básicos: radiación estimulada, emisión espontánea e absorción estimulada.
Sradiación estimulada
A radiación estimulada é a clave para a xeración de láser. Cando un electrón a un alto nivel de enerxía é excitado por outro fotón, emite un fotón coa mesma enerxía, frecuencia, fase, estado de polarización e dirección de propagación na dirección dese fotón. Este proceso chámase radiación estimulada. É dicir, un fotón pode "clonar" un fotón idéntico mediante o proceso de radiación estimulada, logrando así a amplificación da luz.
Semisión pontánea
Cando o electrón dun átomo, ión ou molécula pasa dun alto nivel de enerxía a un baixo nivel de enerxía, libera fotóns dunha certa cantidade de enerxía, que se denomina emisión espontánea. A emisión destes fotóns é aleatoria e non hai coherencia entre os fotóns emitidos, o que significa que a súa fase, estado de polarización e dirección de propagación son aleatorios.
Sabsorción estimulada
Cando un electrón a un nivel de enerxía baixo absorbe un fotón cunha diferenza de nivel de enerxía igual á súa propia, pódese excitar a un nivel de enerxía elevado. Este proceso chámase absorción estimulada.
Nos láseres, adoita utilizarse unha cavidade resonante composta por dous espellos paralelos para mellorar o proceso de radiación estimulada. Un espello é un espello de reflexión total e o outro é un espello de semirreflexión, que pode permitir que unha parte do láser pase.
Os fotóns do medio láser reflicten cara atrás e cara atrás entre dous espellos, e cada reflexión produce máis fotóns a través do proceso de radiación estimulada, conseguindo así a amplificación da luz. Cando a intensidade da luz aumenta ata certo punto, o láser xérase a través dun espello semireflectante.
Hora de publicación: Dec-07-2023
