De Laser ass eng vun de wichtegsten Erfindunge vun der Mënschheet, bekannt als dat "hellst Liicht". Am Alldag kënne mir dacks verschidden Laserapplikatioune gesinn, wéi Laserbeauty, Laserschweißen, Laser-Moskito-Killer, asw. Haut wäerte mir e méi detailléierte Verständnis vu Laseren an de Prinzipie hannert hirer Generatioun kréien.
Wat ass e Laser?
E Laser ass eng Liichtquell, déi e Laser benotzt fir e spezielle Liichtstral ze generéieren. E Laser generéiert Laserliicht andeems en Energie vun enger externer Liichtquell oder Stroumquell duerch de Prozess vun der stimuléierter Stralung an d'Material agefouert gëtt.
E Laser ass en opteschen Apparat, deen aus engem aktiven Medium (wéi Gas, Feststoff oder Flëssegkeet) zesummegesat ass, dat Liicht verstäerke kann, an engem optesche Reflekter. Den aktiven Medium an engem Laser ass normalerweis e gewielten a veraarbechte Material, a seng Charakteristike bestëmmen d'Ausgangswellelängt vum Laser.
D'Liicht, dat vu Laser generéiert gëtt, huet e puer eenzegaarteg Charakteristiken:
Éischtens si Laser monochromatescht Liicht mat ganz strikte Frequenzen a Wellelängten, déi speziell optesch Bedierfnesser erfëllen kënnen.
Zweetens ass e Laser kohärent Liicht, an d'Phase vun de Liichtwellen ass ganz konsequent, wat eng relativ stabil Liichtintensitéit iwwer grouss Distanzen erhale kann.
Drëttens, Laser si ganz gerichtete Liicht mat ganz schmuele Stralen an exzellenter Fokusséierung, déi benotzt kënne ginn fir eng héich raimlech Opléisung z'erreechen.
Laser ass eng Liichtquell
De Prinzip vun der Lasergeneratioun
D'Generatioun vu Laser ëmfaasst dräi grondleeënd physikalesch Prozesser: stimuléiert Stralung, spontan Emissioun a stimuléiert Absorptioun.
Sstimuléiert Stralung
Stimuléiert Stralung ass de Schlëssel zur Lasergeneratioun. Wann en Elektron mat engem héijen Energieniveau vun engem anere Photon ugereegt gëtt, emittéiert en e Photon mat der selwechter Energie, Frequenz, Phas, Polarisatiounszoustand a Verbreedungsrichtung a Richtung vun deem Photon. Dëse Prozess gëtt stimuléiert Stralung genannt. Dat heescht, e Photon kann en identesche Photon duerch de Prozess vun der stimuléierter Stralung "klonen", wouduerch eng Verstäerkung vum Liicht erreecht gëtt.
Sspontan Emissioun
Wann en Elektron vun engem Atom, Ion oder Molekül vun engem héijen Energieniveau op en niddregen Energieniveau iwwergeet, fräisetzt et Photone mat enger bestëmmter Energiequantitéit, wat spontan Emissioun genannt gëtt. D'Emissioun vun esou Photonen ass zoufälleg, an et gëtt keng Kohärenz tëscht den emittéierte Photonen, dat heescht datt hir Phas, hire Polarisatiounszoustand an hir Ausbreedungsrichtung all zoufälleg sinn.
Sstimuléiert Absorptioun
Wann en Elektron mat engem niddregen Energieniveau e Photon mat engem Energieniveauënnerscheed absorbéiert, deen gläich wéi säin eegent ass, kann en op en héicht Energieniveau ugereegt ginn. Dëse Prozess gëtt stimuléiert Absorptioun genannt.
Bei Laseren gëtt normalerweis eng Resonanzhöhl, déi aus zwéi parallele Spigelen zesummegesat ass, benotzt fir de stimuléierte Stralungsprozess ze verbesseren. Ee Spigel ass e Totalreflexionsspigel an deen anere Spigel ass e Hallefreflexionsspigel, deen en Deel vum Laser duerchloosse kann.
D'Photonen am Lasermedium reflektéieren tëscht zwee Spigelen hin an hier, an all Reflexioun produzéiert méi Photonen duerch de stimuléierte Stralungsprozess, wouduerch d'Liichtverstäerkung erreecht gëtt. Wann d'Intensitéit vum Liicht bis zu engem gewësse Grad eropgeet, gëtt e Laser duerch e hallefreflektéierende Spigel generéiert.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 07.12.2023
