O que é um laser? O princípio da geração a laser

O laser é uma das invenções importantes da humanidade, conhecida como a "luz mais brilhante". Na vida cotidiana, muitas vezes podemos ver várias aplicações a laser, como beleza a laser, soldagem a laser, assassinos de mosquitos a laser e assim por diante. Hoje, vamos ter um entendimento detalhado dos lasers e os princípios por trás de sua geração.

O que é um laser?

O laser é uma fonte de luz que usa um laser para gerar um feixe de luz especial. Um laser gera luz de lasagem inserindo energia de uma fonte de luz externa ou fonte de energia no material através do processo de radiação estimulada.

Um laser é um dispositivo óptico composto por um meio ativo (como gás, sólido ou líquido) que pode amplificar a luz e um refletor óptico. O meio ativo em um laser é geralmente um material selecionado e processado, e suas características determinam o comprimento de onda de saída do laser.

A luz gerada por lasers tem várias características únicas:

Em primeiro lugar, os lasers são luzes monocromáticas com frequências e comprimentos de onda muito rígidos, que podem atender às necessidades ópticas especiais.

Em segundo lugar, o laser é a luz coerente e a fase das ondas de luz é muito consistente, o que pode manter intensidade de luz relativamente estável em longas distâncias.

Em terceiro lugar, os lasers são luzes altamente direcionais, com vigas muito estreitas e excelente foco, que podem ser usados ​​para obter alta resolução espacial.

Laser é uma fonte de luz

O princípio da geração a laser

A geração de laser envolve três processos físicos básicos: radiação estimulada, emissão espontânea e absorção estimulada.

Sradiação timulada

A radiação estimulada é a chave para a geração a laser. Quando um elétron em um alto nível de energia é excitado por outro fóton, emite um fóton com a mesma energia, frequência, fase, estado de polarização e direção de propagação na direção desse fóton. Esse processo é chamado de radiação estimulada. Ou seja, um fóton pode "clonar" um fóton idêntico através do processo de radiação estimulada, alcançando assim a amplificação da luz.

SEmissão Pontânea

Quando um átomo, íon ou elétron da molécula transita de um alto nível de energia para um baixo nível de energia, libera fótons de uma certa quantidade de energia, que é chamada de emissão espontânea. A emissão de tais fótons é aleatória e não há coerência entre os fótons emitidos, o que significa que sua fase, estado de polarização e direção de propagação são todos aleatórios.

SAbsorção timulada

Quando um elétron em um baixo nível de energia absorve um fóton com uma diferença de nível de energia igual à sua, pode ser excitada a um alto nível de energia. Esse processo é chamado de absorção estimulada.

Nos lasers, uma cavidade ressonante composta por dois espelhos paralelos é geralmente usada para melhorar o processo de radiação estimulado. Um espelho é um espelho de reflexão total e o outro espelho é um espelho semi -reflexão, que pode permitir que uma parte do laser passe.

Os fótons no meio do laser refletem para frente e para trás entre dois espelhos, e cada reflexão produz mais fótons através do processo de radiação estimulado, alcançando assim a amplificação da luz. Quando a intensidade da luz aumenta até certo ponto, o laser é gerado através de um espelho semi -refletido.