Wat ass e Laser? De Prinzip vun der Laser Generatioun

Laser ass eng vun de wichtegsten Erfindunge vun der Mënschheet, bekannt als "hellst Liicht". Am Alldag kënne mir dacks verschidde Laser Uwendungen gesinn, wéi Laser Schéinheet, Laser Schweess, Laser Moustique Killer, asw. Haut hu mer en detailléierte Verständnis vu Laser an d'Prinzipien hannert hirer Generatioun.

Wat ass e Laser?

Laser ass eng Liichtquell déi e Laser benotzt fir e spezielle Liichtstrahl ze generéieren. E Laser generéiert Laserlicht andeems d'Energie vun enger externer Liichtquell oder Kraaftquell an d'Material duerch de Prozess vun stimuléierter Stralung agitt.

E Laser ass en opteschen Apparat, deen aus engem aktive Medium (wéi Gas, Fest oder Flëssegkeet) besteet, deen d'Liicht an en opteschen Reflektor verstäerke kann. Den aktive Medium an engem Laser ass normalerweis e ausgewielt a veraarbecht Material, a seng Charakteristike bestëmmen d'Ausgangswellelängt vum Laser.

D'Liicht generéiert vu Laser huet verschidde eenzegaarteg Charakteristiken:

Als éischt si Laser monochromatesch Liicht mat ganz strikte Frequenzen a Wellelängten, déi e puer speziell optesch Bedierfnesser entspriechen.

Zweetens ass de Laser kohärent Liicht, an d'Phase vun de Liichtwellen ass ganz konsequent, wat relativ stabil Liichtintensitéit iwwer laang Distanzen erhalen kann.

Drëttens, Laser sinn héich Richtung Liicht mat ganz schmuele Strahlen an excellent konzentréieren, déi benotzt kënne fir héich raimlech Opléisung ze erreechen.

Laser ass eng Liichtquell

De Prinzip vun der Laser Generatioun

D'Generatioun vu Laser beinhalt dräi fundamental kierperlech Prozesser: stimuléiert Stralung, spontan Emissioun a stimuléiert Absorptioun.

Stimuléiert Stralung

Stimuléiert Stralung ass de Schlëssel fir Laser Generatioun. Wann en Elektron op engem héijen Energieniveau vun engem anere Photon opgereegt gëtt, emittéiert en e Photon mat der selwechter Energie, Frequenz, Phase, Polariséierungszoustand a Verbreedungsrichtung a Richtung vum Photon. Dëse Prozess gëtt stimuléiert Stralung genannt. Dat heescht, e Photon kann en identesche Photon duerch de Prozess vun der stimuléierter Stralung "klonen" an domat d'Verstäerkung vum Liicht erreechen.

Spontanesch Emissioun

Wann den Elektron vun engem Atom, Ion oder Molekül vun engem héijen Energieniveau op en nidderegen Energieniveau iwwergëtt, verëffentlecht et Photone vun enger gewësser Energie, déi spontan Emissioun genannt gëtt. D'Emissioun vun esou Photonen ass zoufälleg, an et gëtt keng Kohärenz tëscht den emittéierte Photonen, wat heescht datt hir Phase, Polariséierungszoustand an Ausbreedungsrichtung all zoufälleg sinn.

Stimuléiert Absorptioun

Wann en Elektron op engem nidderegen Energieniveau e Photon absorbéiert mat engem Energieniveaudifferenz gläich wéi seng eegen, kann en op en héijen Energieniveau opgereegt ginn. Dëse Prozess gëtt stimuléiert Absorptioun genannt.

Bei Laser gëtt e Resonanzhuelraum aus zwee parallele Spigelen normalerweis benotzt fir de stimuléierte Stralungsprozess ze verbesseren. Ee Spigel ass e Gesamtreflexiounsspigel, an deen anere Spigel ass e Semi-Reflexiounsspigel, deen en Deel vum Laser duerchgoe kann.

D'Photonen am Lasermedium reflektéieren tëscht zwee Spigelen zréck an zréck, an all Reflexioun produzéiert méi Photonen duerch de stimuléierte Stralungsprozess, wouduerch d'Verstärkung vum Liicht erreecht gëtt. Wann d'Intensitéit vum Liicht zu engem gewësse Mooss eropgeet, gëtt de Laser duerch e semi-reflektéierte Spigel generéiert.