Laser

Un laser creează lumină prin acțiuni speciale care implică un material numit "mediu de câștig optic". Energia este introdusă în acest material cu ajutorul unei "pompe de energie". Aceasta poate fi electricitate, o altă sursă de lumină sau o altă sursă de energie. Energia face ca materialul să treacă în ceea ce se numește o stare excitată. Acest lucru înseamnă că electronii din material au un plus de energie și, după un timp, vor pierde această energie. Atunci când își pierd energia, ei vor elibera un foton (o particulă de lumină). Tipul de mediu de câștig optic utilizat va schimba culoarea (lungimea de undă) care va fi produsă. Eliberarea fotonilor reprezintă partea de "emisie stimulată de radiații" a laserului.

Multe lucruri pot radia lumină, cum ar fi un bec, dar lumina nu va fi organizată într-o singură direcție și fază. Prin utilizarea unui câmp electric pentru a controla modul în care este creată lumina, aceasta va fi acum de un singur fel, mergând într-o singură direcție. Aceasta este "radiație coerentă".

În acest moment, lumina este încă slabă. Oglinzile de o parte și de alta a oglinzilor reflectă lumina înainte și înapoi, iar aceasta lovește alte părți ale mediului optic de câștig, determinând ca aceste părți să elibereze și ele fotoni, generând mai multă lumină ("amplificare a luminii"). Atunci când tot mediul optic de câștig produce lumină, acest lucru se numește saturație și creează un fascicul de lumină foarte puternic la o lungime de undă foarte îngustă, pe care noi îl numim fascicul laser.

Lumina se deplasează prin mediul dintre cele două oglinzi care reflectă lumina înainte și înapoi între ele. Cu toate acestea, una dintre oglinzi reflectă doar parțial lumina, permițând ca o parte din ea să scape. Lumina care scapă formează fasciculul laser.

Acesta este un proiect simplu; tipul de mediu de câștig optic utilizat definește, de obicei, tipul de laser. Acesta poate fi un cristal, exemplele fiind rubinul și un cristal de granat realizat din ytriu și aluminiu cu metalul pământuri rare amestecat. Gazele pot fi folosite pentru laser prin utilizarea heliului, azotului, dioxidului de carbon, neonului sau altele. Laserele mari și puternice sunt, de obicei, lasere cu gaz. Un laser cu electroni liberi utilizează un fascicul de electroni și poate fi reglat pentru a emite diferite culori. În cele din urmă, cele mai mici lasere folosesc diode semiconductoare pentru a produce lumina. Acestea sunt cele mai numeroase tipuri, utilizate în electronică.

Albert Einstein a fost primul care a avut ideea de emisie stimulată care ar putea produce un laser. Din acel moment s-au petrecut mulți ani pentru a vedea dacă ideea funcționează. La început, oamenii au reușit să facă maseri, iar mai târziu au descoperit cum să producă lungimi de undă vizibile mai scurte. Abia în 1959, Gordon Gould a inventat numele de laser într-o lucrare de cercetare. Primul laser funcțional a fost asamblat și operat de Theodore Maiman la Hughes Research Laboratories în 1960. Mulți oameni au început să lucreze la lasere în această perioadă, iar întrebarea cine va obține brevetul pentru laser nu a fost decisă până în 1987 (Gould a câștigat drepturile).

Laserele au găsit numeroase utilizări în viața de zi cu zi, precum și în industrie. Laserele se găsesc în playerele CD și DVD, unde citesc codul de pe discul care stochează o melodie sau un film. Un laser este adesea folosit pentru a citi codurile de bare sau codurile SQR de pe obiectele vândute într-un magazin, pentru a identifica un produs și a-i indica prețul. Laserele sunt utilizate în medicină, în special în chirurgia oculară LASIK, unde laserul este folosit pentru a repara forma corneei. Este utilizat în chimie, cu ajutorul spectroscopiei, pentru a identifica materialele, pentru a afla din ce fel de gaze, solide sau lichide este alcătuit ceva. Laserele mai puternice pot fi folosite pentru a tăia metalul.

Laserele sunt folosite pentru a măsura distanța dintre Lună și Pământ prin reflectarea reflectoarelor lăsate de misiunile Apollo. Măsurând timpul necesar pentru ca lumina să călătorească până la Lună și înapoi, putem afla cu exactitate cât de departe se află Luna.

Indicatoarele laser sunt folosite de oameni pentru a indica un loc pe o hartă sau pe o diagramă. De exemplu, lectorii le folosesc. De asemenea, multor oameni le place să se joace cu indicatoare laser. Unele persoane le-au îndreptat spre aeronave. Acest lucru este periculos și este, de asemenea, ilegal în multe țări. Oamenii au fost arestați și urmăriți penal pentru această infracțiune.

Calculatoarele utilizează în mod obișnuit un mouse optic ca dispozitiv de intrare. Punctoarele laser moderne sunt prea mari și prea puternice pentru această utilizare, astfel încât majoritatea șoarecilor folosesc în acest scop mici VCSEL-uri sau "lasere cu emisie de suprafață cu cavitate verticală". Aceste lasere sunt, de asemenea, utilizate în cazul DVD-urilor, al unităților CD-ROM și al hologramei.