Laser je jedan od važnih izuma čovječanstva, poznat kao "najsjajnije svjetlo".U svakodnevnom životu često možemo vidjeti razne laserske primjene, kao što su laserska ljepota, lasersko zavarivanje, laserska sredstva za ubijanje komaraca i tako dalje.Danas, hajde da detaljno razumemo lasere i principe koji stoje iza njihove generacije.

Šta je laser?

Laser je izvor svjetlosti koji koristi laser za generiranje posebnog snopa svjetlosti.Laser generiše lasersko svjetlo unošenjem energije iz vanjskog izvora svjetlosti ili izvora energije u materijal kroz proces stimuliranog zračenja.

Laser je optički uređaj sastavljen od aktivnog medija (kao što je plin, čvrsta ili tekućina) koji može pojačati svjetlost i optički reflektor.Aktivni medij u laseru je obično odabran i obrađen materijal, a njegove karakteristike određuju izlaznu valnu dužinu lasera.

Svjetlost koju stvaraju laseri ima nekoliko jedinstvenih karakteristika:

Prvo, laseri su monohromatsko svetlo sa vrlo strogim frekvencijama i talasnim dužinama, koje mogu da zadovolje neke posebne optičke potrebe.

Drugo, laser je koherentna svjetlost, a faza svjetlosnih valova je vrlo konzistentna, što može održavati relativno stabilan intenzitet svjetlosti na velikim udaljenostima.

Treće, laseri su visoko usmjereno svjetlo sa vrlo uskim snopovima i odličnim fokusiranjem, što se može koristiti za postizanje visoke prostorne rezolucije.

Laser je izvor svjetlosti

Princip generisanja lasera

Generiranje lasera uključuje tri osnovna fizička procesa: stimulirano zračenje, spontana emisija i stimulirana apsorpcija.

Ssimulirano zračenje

Stimulirano zračenje je ključ za stvaranje lasera.Kada je elektron na visokom energetskom nivou pobuđen drugim fotonom, on emituje foton sa istom energijom, frekvencijom, fazom, stanjem polarizacije i smjerom širenja u smjeru tog fotona.Ovaj proces se naziva stimulirano zračenje.Odnosno, foton može "klonirati" identičan foton kroz proces stimulisanog zračenja, čime se postiže pojačanje svjetlosti.

Spontana emisija

Kada elektron atoma, jona ili molekula prijeđe sa visokog energetskog nivoa na nivo niske energije, on oslobađa fotone određene količine energije, što se naziva spontana emisija.Emisija takvih fotona je nasumična i ne postoji koherentnost između emitovanih fotona, što znači da su njihova faza, stanje polarizacije i smjer širenja nasumični.

Sstimulisana apsorpcija

Kada elektron na niskom energetskom nivou apsorbuje foton čija je razlika u energetskom nivou jednaka njegovoj sopstvenoj, on može biti pobuđen do visokog energetskog nivoa.Ovaj proces se naziva stimulisana apsorpcija.

U laserima se obično koristi rezonantna šupljina sastavljena od dva paralelna ogledala za poboljšanje procesa stimuliranog zračenja.Jedno ogledalo je ogledalo totalne refleksije, a drugo ogledalo je polureflektivno ogledalo, koje može dozvoliti da deo lasera prođe.

Fotoni u laserskom mediju reflektiraju se naprijed-nazad između dva ogledala, a svaki odraz proizvodi više fotona kroz proces stimuliranog zračenja, čime se postiže pojačanje svjetlosti.Kada se intenzitet svjetlosti poveća do određene mjere, laser se generiše kroz polureflektirajuće ogledalo.