Que é un láser? O principio da xeración láser

O láser é unha das invencións importantes da humanidade, coñecida como a "luz máis brillante". Na vida diaria, a miúdo podemos ver varias aplicacións láser, como a beleza láser, a soldadura por láser, os mosquitos láser, etc. Hoxe, imos ter unha comprensión detallada dos láseres e dos principios detrás da súa xeración.

Que é un láser?

O láser é unha fonte de luz que usa un láser para xerar un feixe especial de luz. Un láser xera luz de láscara introducindo enerxía a partir dunha fonte de luz externa ou fonte de enerxía no material a través do 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 por 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 luz coherente, e a fase das ondas de luz é moi consistente, que pode manter unha intensidade de luz relativamente estable a longas distancias.

En terceiro lugar, os láseres son luz altamente direccional con vigas moi estreitas e un excelente enfoque, que se pode usar para conseguir unha alta resolución espacial.

O láser é unha fonte de luz

O principio da xeración láser

A xeración de láser implica tres procesos físicos básicos: radiación estimulada, emisión espontánea e absorción estimulada.

Sradiación timulada

A radiación estimulada é a clave para a xeración de láser. Cando un electrón a un alto nivel de enerxía está 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, conseguindo así a amplificación da luz.

Semisión pontánea

Cando un átomo, ión ou molécula transicións de electróns dun nivel de enerxía elevado a un nivel de enerxía baixa, libera fotóns de certa cantidade de enerxía, que se denomina emisión espontánea. A emisión de tales 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 aleatorias.

SAbsorción timulada

Cando un electrón a un nivel de enerxía baixa absorbe un fotón cunha diferenza de nivel de enerxía igual ao propio, pode estar entusiasmado a un alto nivel de enerxía. Este proceso chámase absorción estimulada.

Nos láseres, adoita usarse 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 espello é un espello de semi -reflexión, que pode permitir pasar unha parte do láser.

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 semi reflectante.