Functionarea laserului

Laserul este un dispozitiv complex ce utilizează un mediu activ laser, ce poate fi solid, lichid sau gazos, şi o cavitate optică rezonantă.
Este un mod special de a produce o radiaţie în domeniul vizibil (sau în apropierea domeniului vizibil), inexistentă în natură.
Mediul activ, cu o compoziţie şi parametri determinaţi, primeşte energie din exterior prin ceea ce se numeşte pompare.

Pomparea se poate realiza electric sau optic, folosind o sursă de lumină (flash, alt laser etc.) şi duce la excitarea atomilor din mediul activ, adică aducerea unora din electronii din atomii mediului pe niveluri de energie superioare. Faţă de un mediu aflat în echilibru termic, acest mediu pompat ajunge să aibă mai mulţi electroni pe stările de energie superioare, fenomen numit inversie de populaţie.

Un fascicul de lumină care trece prin acest mediu activat va fi amplificat prin dezexcitarea stimulată a atomilor, proces în care un foton care interacţionează cu un atom excitat determină emisia unui nou foton, de aceeaşi direcţie, lungime de undă, fază şi stare de polarizare.

Astfel este posibil ca pornind de la un singur foton, generat prin emisie spontană, să se obţină un fascicul cu un număr imens de fotoni, toţi avînd aceleaşi caracteristici cu fotonul iniţial. Acest fapt determină caracteristica de coerenţă a fasciculelor laser.

Rolul cavităţii optice rezonante, formată de obicei din două oglinzi concave aflate la capetele mediului activ, este acela de a selecta fotonii generaţi pe o anumită direcţie (axa optică a cavităţii) şi de a-i recircula numai pe aceştia de cît mai multe ori prin mediul activ. Trecerea fotonilor prin mediul activ are ca efect dezexcitarea atomilor şi deci micşorarea factorului de amplificare optică a mediului. Se ajunge astfel la un echilibru activ, în care numărul atomilor excitaţi prin pompare este egal cu numărul atomilor dezexcitaţi prin emisie stimulată, punct în care laserul ajunge la o intensitate constantă. Avînd în vedere că în mediul activ şi în cavitatea optică există pierderi prin absorbţie, reflexie parţială, împrăştiere, difracţie, există un nivel minim, de prag, al energiei care trebuie furnizată mediului activ pentru a se obţine efectul laser.

În funcţie de tipul mediului activ şi de modul în care se realizează pomparea acestuia laserul poate funcţiona în undă continuă sau în impulsuri. Primul maser şi primul laser funcţionau în regim de impulsuri.

La scurt timp după inventarea lor, maserii şi laserii au cunoscut o rapidă dezvoltare şi perfecţionare. Prin performanţele lor extraordinare, noile dispozitive au lărgit considerabil posibilitaţile ştiinţei şi tehnicii actuale.

Lumina laserului este foarte pură în culoare, poate fi extrem de intensă, şi poate fi direcţionată cu o acurateţe mare. Laserele sunt folosite în multe dispozitive tehnologice moderne incluzând ,,scanere pentru coduri de bare, unităţi de citire a compact disc-urilor (CD-uri) şi a imprimantelor cu laser. Laserul poate să genereze lumină invizibilă ochiului uman, de la raze infraroşii până în domeniul razelor X.

Advertisements

Tu ce crezi despre asta?

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s