Hvad er det videnskabelige princip involveret i en laser?

* atomer og energiniveau: Atomer har elektroner, der findes i specifikke energiniveauer. Når en elektron absorberer energi (som lys), springer det til et højere energiniveau. Dette kaldes excitation .

* spontan emission: En ophidset elektron kan spontant falde tilbage til et lavere energiniveau, hvilket frigiver den absorberede energi som et foton (lys). Dette er spontan emission .

* Stimuleret emission: Nøglen til en laser er stimuleret emission . Hvis et ophidset atom rames af en foton med den nøjagtige energiforskel mellem dets nuværende og lavere energiniveau, vil det blive stimuleret til at udsende en anden foton. Denne nye foton har de samme egenskaber (frekvens, fase, retning) som den stimulerende foton.

* laserhandling: I en laser pumpes et medium (som en gas, væske eller fast stof) med energi til at begejstre mange atomer. Dette skaber en befolkningsinversion, hvor flere atomer er i en ophidset tilstand end i jordtilstanden. Derefter udløser en stimulerende foton en kaskade af stimulerede emissioner, hvilket resulterer i en stråle af sammenhængende lys:

* sammenhængende: Alle fotoner i laserstrålen har den samme frekvens og fase, hvilket giver strålen sine specielle egenskaber.

* retningsbestemt: Lyset er fokuseret og forstærket i en smal bjælke.

* monokromatisk: Alle fotoner har den samme farve (bølgelængde).

nøglekomponenter i en laser:

* Få medium: Materialet, der giver energien til den stimulerede emission.

* pumpekilde: Giver energi til at begejstre gevinstmediet.

* Optisk hulrum: Spejle, der afspejler fotoner frem og tilbage gennem forstærkningsmediet, hvilket forstærker de stimulerede emissioner.

Sammenfattende er en laser en enhed, der bruger stimuleret emission til at producere en stråle af sammenhængende, monokromatisk og retningsbestemt lys.