Çfarë është një lazer? Parimi i gjenerimit lazer

Laser është një nga shpikjet e rëndësishme të njerëzimit, e njohur si "drita më e ndritshme". Në jetën e përditshme, ne shpesh mund të shohim aplikime të ndryshme lazer, të tilla si bukuria lazer, saldimi me lazer, vrasësit e mushkonjave me lazer, etj. Sot, le të kemi një kuptim të hollësishëm të lazerëve dhe parimeve që qëndrojnë pas brezit të tyre.

Çfarë është një lazer?

Laser është një burim drite që përdor një lazer për të gjeneruar një rreze të veçantë të dritës. Një lazer gjeneron dritë laze duke futur energji nga një burim i dritës së jashtme ose burim energjie në material përmes procesit të rrezatimit të stimuluar.

Një lazer është një pajisje optike e përbërë nga një medium aktiv (siç është gazi, i ngurtë ose i lëngshëm) që mund të forcojë dritën dhe një reflektues optik. Mediumi aktiv në një lazer është zakonisht një material i zgjedhur dhe i përpunuar, dhe karakteristikat e tij përcaktojnë gjatësinë e valës së daljes së lazerit.

Drita e gjeneruar nga lazer ka disa karakteristika unike:

Së pari, lazerët janë dritë monokromatike me frekuenca shumë të rrepta dhe gjatësi vale, të cilat mund të plotësojnë disa nevoja të veçanta optike.

Së dyti, lazeri është dritë koherente, dhe faza e valëve të dritës është shumë e qëndrueshme, e cila mund të mbajë intensitet relativisht të qëndrueshëm të dritës në distanca të gjata.

Së treti, lazerët janë dritë shumë e drejtuar me rreze shumë të ngushta dhe përqendrim të shkëlqyeshëm, të cilat mund të përdoren për të arritur rezolucion të lartë hapësinor.

Laser është një burim drite

Parimi i gjenerimit lazer

Gjenerimi i lazerit përfshin tre procese themelore fizike: rrezatimin e stimuluar, emetimin spontan dhe thithjen e stimuluar.

Srrezatim me kohë

Rrezatimi i stimuluar është çelësi i gjenerimit të lazerit. Kur një elektron në një nivel të lartë të energjisë është i ngazëllyer nga një foton tjetër, ai lëshon një foton me të njëjtën energji, frekuencë, fazë, gjendje polarizimi dhe drejtimin e përhapjes në drejtim të asaj fotoni. Ky proces quhet rrezatim i stimuluar. Kjo do të thotë, një foton mund të "klonojë" një foton identik përmes procesit të rrezatimit të stimuluar, duke arritur kështu amplifikimin e dritës.

Semetim pontan

Kur kalon një atom, jon ose elektronik të molekulës nga një nivel i lartë energjie në një nivel të ulët të energjisë, ai lëshon fotone të një sasie të caktuar të energjisë, e cila quhet emetim spontan. Emetimi i fotoneve të tilla është i rastësishëm, dhe nuk ka asnjë koherencë midis fotoneve të emetuara, që do të thotë faza e tyre, gjendja e polarizimit dhe drejtimi i përhapjes janë të gjitha të rastësishme.

SThithja e Timuluar

Kur një elektron në një nivel të ulët të energjisë thith një foton me një ndryshim të nivelit të energjisë i barabartë me të vetin, ai mund të ngacmohet në një nivel të lartë të energjisë. Ky proces quhet thithje e stimuluar.

Në lazer, një zgavër rezonante e përbërë nga dy pasqyra paralele zakonisht përdoret për të përmirësuar procesin e rrezatimit të stimuluar. Një pasqyrë është një pasqyrë totale reflektimi, dhe pasqyra tjetër është një pasqyrë gjysmë reflektimi, e cila mund të lejojë që një pjesë e lazerit të kalojë.

Fotonet në mediumin lazer reflektojnë mbrapa dhe me radhë midis dy pasqyrave, dhe çdo reflektim prodhon më shumë fotone përmes procesit të rrezatimit të stimuluar, duke arritur kështu amplifikimin e dritës. Kur intensiteti i dritës rritet në një masë të caktuar, lazeri gjenerohet përmes një pasqyre gjysmë reflektuese.