Како ради ласер
Осим ласера слободних електрона, основни принципи рада различитих ласера су исти. Неопходан услов за генерисање ласерског светла је да су инверзија и добитак популације већи од губитка, тако да су неопходне компоненте уређаја ексцитациони (или пумпни) извор и радни медиј са метастабилним нивоом енергије. Узбуда је ексцитација радног медија да побуди побуђено стање, стварајући услове за постизање и одржавање инверзије популације. Подстицајне методе укључују оптичку ексцитацију, електричну ексцитацију, хемијску ексцитацију и нуклеарну енергију.
Ниво метастабилне енергије радног медија је такав да стимулисано зрачење доминира, чиме се постиже оптичко појачање. Уобичајена компонента ласера је резонантна шупљина, али резонантна шупљина (види оптичку шупљину) није неопходна компонента. Резонантна шупљина омогућава фотонима у шупљини да имају сталну фреквенцију, фазу и смер кретања, што омогућава да ласер има добру усмереност и кохеренцију. Штавише, може скратити дужину бушотине радне твари, а такође може подесити модус генерисаног ласера промјеном дужине шупљине (тј. Избор начина), тако да ласер опћенито има резонантну шупљину.
Ласер се обично састоји од три дела
1. Радна супстанца: Језгро ласера, само материјал који може да достигне енергетски прелаз може се користити као радна супстанца ласера.
2, потицајна енергија: његова улога је давање енергије радној супстанци, атом је узбуђен од ниског енергетског нивоа до високог енергетског нивоа вањске енергије. Обично постоје светлосна енергија, топлотна енергија, електрична енергија, хемијска енергија и тако даље.
3. Оптичка резонантна шупљина: Прва акција је да се стимулисано зрачење радне материје континуирано; други је континуирано убрзавање фотона; трећи је да ограничи правац ласерског излаза. Најједноставнија оптичка шупљина састоји се од два међусобно паралелна огледала постављена на крајевима ХеНе ласера. Када неки атоми деутеријума прелазе између два енергетска нивоа који постижу инверзију честица, и емитују фотоне паралелне са правцем ласера, ови фотони ће се рефлектовати назад и напред између два огледала, чиме ће стално изазивати стимулисано зрачење. Врло снажан ласер се производи веома брзо.
Чисти светлосни и стабилни спектар ласера се може применити у многим аспектима.
Руби Ласер: Оригинални ласер је био рубин који је био узбуђен сјајном сијалицом. Произведени ласер је био "пулсирајући ласер", а не континуирано стабилан зрак. Квалитет светла које производи овај ласер је битно различит од ласера који производи ласерска диода коју данас користимо. Ова интензивна емисија светлости, која траје само неколико наносекунди, идеална је за снимање објеката који се лако померају, као што су портрети холографских портрета. Први ласерски портрет рођен је 1967. Рубин ласери захтијевају скупе рубине и могу произвести само кратке рафале свјетлости.
Хелијумски ласер: 1960. године научници Али Јаван, Виллиам Р. Бреннет Јр. и Доналд Херриот дизајнирали су ХеНе ласер. Ово је први гасни ласер који се обично користи у холографским фотографима. Две предности: 1. Производе континуирани ласерски излаз; 2. Нема потребе за бљескалицом да изводе свјетлосну побуду, али користе електрични узбудни плин.
Ласерске диоде: Ласерске диоде су један од најчешће кориштених ласера. Феномен спонтане рекомбинације електрона и рупа са обе стране ПН споја диоде назива се спонтана емисија. Када фотони генерисани спонтаном емисијом пролазе кроз полупроводник, једном када прођу кроз емитоване парове електрон-шупљина, могу бити узбуђени да рекомбинују како би произвели нове фотоне, који индукују побуђене носиоце да рекомбинују и емитују нове фотоне. Феномен се назива стимулирано зрачење.
Ако је струја убризгавања довољно велика, формира се дистрибуција носача супротна од стања топлотне равнотеже, односно број популације је обрнут. Када су носиоци у активном слоју у великом броју обртаја, мала количина спонтано генерисаних фотона генерише индуктивно зрачење услед реципрочне рефлексије на оба краја резонантне шупљине, што резултира селективном повратном спрегом фреквенцијске селективне резонанце, или добитка за одређену фреквенцију. Када је добитак већи од губитка апсорпције, кохерентно светло са добром спектралном линијом, ласер, може се емитовати из ПН споја. Проналазак ласерских диода омогућава брзу примену ласерских апликација, разне врсте скенирања информација, оптичку комуникацију, ласерско рангирање, ласерски радар, ласерске дискове, ласерске показиваче, збирке супермаркета, итд. .
