Eszkola

Laser

Przydatne kalkulatory i narzędzia

Laser jest urządzeniem emitującym promieniowanie bazującym na zjawisku emisji wymuszonej. Angielska nazwa LASER pochodzi od pierwszych liter wyrażenia "wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania". 

W wyniku emisji spontanicznej wzbudzone atomy, przechodząc do stanu mniej energetycznego, emitują promieniowanie o długości odpowiadającej różnicy energii między stanami. Gdy wzbudzony atom zostanie oświetlony promieniowaniem, którego fotony będą miały energię równą różnicy energii poziomu wzbudzonego i podstawowego, szansa na emisję promieniowania o tej samej energii wzrosną. Co więcej, emitowane promieniowanie będzie wtedy miało fazę i kierunek zgodny z tym promieniowaniem, które je wymusiło. Takie zjawisko nosi nazwę emisji wymuszonej.

Do efektywnej pracy lasera należałoby mieć więcej atomów w stanie wzbudzonym niż podstawowym, w celu wzbudzenia atomów można oświetlić je promieniowaniem. Foton powstały w wyniku emisji wymuszonej będzie powodował koleją emisję wymuszoną, pojawiać się będzie zatem coraz więcej promieniowania spójnego w fazie. Ustawienie zwierciadeł na końcach pozwoli na zwiększanie wiązki, która opuści układ przez zwierciadło, które częściowo przepuszcza promieniowanie.

Stan, w którym więcej atomów jest wzbudzonych niż w stanie podstawowym nazywany jest inwersją obsadzeń. Uzyskanie tego stanu w ośrodku czynnym lasera jest pożądane, za co odpowiedzialny jest układ pompujący. Jest to osiągane przez błyski promieniowania, zderzenia atomów czy przepływ prądu. Układ zwierciadeł pełni rolę rezonatora optycznego. Filtruje promieniowanie i przez odbicia fotonów od zwierciadeł umożliwia zajście kolejnych emisji.

Zastosowania laserów są bardzo szerokie. Począwszy od czytników płyt CD czy Blue-ray, przez użycie ich jako wskaźników, nawet po medycynę. Istnieją lasery, którymi przeprowadza się zabiegi medycyny estetycznej, stosuje w diagnostyce czy przycina tkanki. Lasery w odpowiedniej konfiguracji mogą służyć też w przemyśle, na przykład do przycinania metali.