Laser je jedan od važnih izuma čovječanstva, poznat kao "najsjajnije svjetlo". U svakodnevnom životu često možemo vidjeti razne primjene lasera, kao što su laserska ljepota, lasersko zavarivanje, laserski ubojice komaraca i tako dalje. Danas ćemo detaljno razumjeti lasere i principe njihove proizvodnje.
Što 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 energije u materijal putem procesa stimuliranog zračenja.
Laser je optički uređaj sastavljen od aktivnog medija (kao što je plin, krutina ili tekućina) koji može pojačati svjetlost i optičkog reflektora. Aktivni medij u laseru obično je odabrani i obrađeni materijal, a njegove karakteristike određuju izlaznu valnu duljinu lasera.
Svjetlost koju generiraju laseri ima nekoliko jedinstvenih karakteristika:
Prvo, laseri su monokromatska svjetlost s vrlo strogim frekvencijama i valnim duljinama, što može zadovoljiti neke posebne optičke potrebe.
Drugo, laser je koherentna svjetlost, a faza svjetlosnih valova je vrlo konzistentna, što može održavati relativno stabilan intenzitet svjetlosti na velikim udaljenostima.
Treće, laseri su visoko usmjerena svjetlost s vrlo uskim snopovima i izvrsnim fokusiranjem, što se može koristiti za postizanje visoke prostorne rezolucije.
Laser je izvor svjetlosti
Princip laserske generacije
Generiranje lasera uključuje tri osnovna fizička procesa: stimulirano zračenje, spontanu emisiju i stimuliranu apsorpciju.
Sstimulirano zračenje
Stimulirano zračenje je ključ za generiranje lasera. Kada elektron na visokoj energetskoj razini pobudi drugi foton, on emitira foton s istom energijom, frekvencijom, fazom, polarizacijskim stanjem i smjerom širenja u smjeru tog fotona. Taj se proces naziva stimulirano zračenje. To jest, foton može "klonirati" identičan foton kroz proces stimuliranog zračenja, čime se postiže pojačanje svjetlosti.
Sspontana emisija
Kada elektron atoma, iona ili molekule prijeđe s visoke energetske razine na nisku energetsku razinu, oslobađa fotone određene količine energije, što se naziva spontana emisija. Emisija takvih fotona je slučajna i ne postoji koherencija između emitiranih fotona, što znači da su njihova faza, stanje polarizacije i smjer širenja slučajni.
Sstimulirana apsorpcija
Kada elektron na niskoj energetskoj razini apsorbira foton s razlikom energetskih razina jednakom njegovoj vlastitoj, može se pobuditi na višu energetsku razinu. Taj se proces naziva stimulirana apsorpcija.
U laserima se rezonantna šupljina sastavljena od dva paralelna zrcala obično koristi za pojačavanje procesa stimuliranog zračenja. Jedno zrcalo je zrcalo potpunog odraza, a drugo zrcalo je polurefleksijsko zrcalo, koje može propustiti dio lasera.
Fotoni u laserskom mediju reflektiraju se naprijed-natrag između dva zrcala, a svaki odraz 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 zrcalo.
Vrijeme objave: 07.12.2023.
