Што е ласер? Принципот на ласерска генерација

Ласер е едно од важните пронајдоци на човештвото, познато како „најсветла светлина“. Во секојдневниот живот, честопати можеме да видиме разни ласерски апликации, како што се ласерска убавина, ласерско заварување, убијци на ласерски комарци и сл. Денес, да имаме детално разбирање на ласерите и принципите зад нивната генерација.

Што е ласер?

Ласер е извор на светлина што користи ласер за да генерира посебен зрак на светлина. Ласер генерира светлина за лазирање со внесување енергија од надворешен извор на светлина или извор на енергија во материјалот преку процесот на стимулирано зрачење.

Ласер е оптички уред составен од активен медиум (како што е гас, цврст или течен) кој може да ја засили светлината и оптички рефлектор. Активниот медиум во ласер обично е избран и обработен материјал, а неговите карактеристики ја одредуваат излезната бранова должина на ласерот.

Светлината генерирана од ласерите има неколку уникатни карактеристики:

Прво, ласерите се монохроматска светлина со многу строги фреквенции и бранови должини, кои можат да задоволат некои посебни оптички потреби.

Второ, ласерот е кохерентна светлина, а фазата на светлосни бранови е многу конзистентна, што може да одржи релативно стабилен интензитет на светлина на долги растојанија.

Трето, ласерите се многу насочени светло со многу тесни греди и одлично фокусирање, што може да се искористи за да се постигне висока просторна резолуција.

Ласер е извор на светлина

Принципот на ласерска генерација

Генерацијата на ласер вклучува три основни физички процеси: стимулирано зрачење, спонтана емисија и стимулирана апсорпција.

Sвременско зрачење

Стимулираното зрачење е клучот за ласерската генерација. Кога електронот на високо ниво на енергија е возбуден од друг фотон, испушта фотон со иста енергија, фреквенција, фаза, состојба на поларизација и насока на размножување во насока на тој фотон. Овој процес се нарекува стимулирано зрачење. Односно, фотонот може да „клонира“ идентичен фотон преку процесот на стимулирано зрачење, а со тоа да се постигне засилување на светлината.

SПонтана емисија

Кога електронскиот атом, јон или молекул се транзитира од високо ниво на енергија на ниско ниво на енергија, ослободува фотони на одредена количина на енергија, што се нарекува спонтана емисија. Емисијата на таквите фотони е случајна и не постои кохерентност помеѓу испуштените фотони, што значи дека нивната фаза, поларизационата состојба и насоката на размножување се сите случајни.

Sвременска апсорпција

Кога електронот на ниско ниво на енергија апсорбира фотон со разлика на ниво на енергија еднаква на сопствената, може да се возбуди на високо ниво на енергија. Овој процес се нарекува стимулирана апсорпција.

Кај ласерите, обично се користи резонантна празнина составена од две паралелни огледала за подобрување на стимулираниот процес на зрачење. Едното огледало е тотално рефлексија огледало, а другото огледало е полу -рефлексија огледало, што може да овозможи дел од ласерот да помине.

Фотоните во ласерскиот медиум се одразуваат напред и назад помеѓу две огледала, и секој одраз произведува повеќе фотони преку стимулираниот процес на зрачење, а со тоа постигнува засилување на светлината. Кога интензитетот на светлината се зголемува до одреден степен, ласерот се создава преку полу -рефлектирачки огледало.