Laseri põhimõte
(1) aatomi põhitõed.
Universumis on ainult umbes 100 erinevat aatomit. Kõik, mida näeme, on nende umbes 100 aatomi kombinatsioon väga piiratud viisil. Nende aatomite paigutus määrab klaasi vee, metalli või mulli koostise soodapudel! Aatom on püsiv liikumine. Nad vibreerivad, liiguvad ja pöörlevad ning isegi aatomid, mis moodustavad meie istmed, liiguvad pidevalt. Tahke aine tegelikult liigub! Aatomitel on mitu erinevat ergastusolekut, teisisõnu, neil on erinevad energiad .Kui aatom on varustatud piisava energiaga, võib see tõusta põhiseisundi energiatasemest ergastatud oleku energiatasemele. Ergatud olekute energiatasemed sõltuvad sellest, kui palju energiat antakse aatomitele soojusenergia, valgusenergia ja elekter.
(2) lasereid moodustavate aatomite põhiprintsiip.
Mõelge aatomi struktuurile. Isegi kaasaegse tehnoloogiaga ei saa me' näha elektronide diskreetseid orbitaale, kuid' on kasulik mõelda nendele orbitaalidele kui aatomitele erineval energiatasemel. Teisisõnu kui soojendame aatomeid, võivad mõned madala energiaga orbitaalide elektronid olla põnevil ja hüpata tuumast kaugemale kõrgema energia orbiidile. Kuigi see kirjeldus on lihtne, näitab see siiski lasereid moodustavate aatomite põhiprintsiipi. elektron hüppab kõrgema energia orbiidile, kuid see peab ikkagi tagasi pöörduma põhiseisundisse. Selle käigus vabastavad elektronid energiat footonite (kerge osake) kujul. Leiate, et aatomid vabastavad energiat pidevalt energia kujul footonid. Näiteks muutub ahju kütteelement helepunaseks ja punane on aatomite kuumuse poolt eralduv punane footon. Teleriekraanil olevaid pilte vaadates näete, et fosfori aatomid on avatud kiirgava e kiiratava valguse erinevatele värvidele lektronid. Iga valgust kiirgav objekt, sealhulgas fluorestsentsvalgustid, gaasilambid ja hõõglambid, eraldub elektronide orbitaalide vahetamise ja footonite vabastamise kaudu.
(3) laseri ja aatomi suhe.
Laser on seade, mis kontrollib ergastatud aatomite kiiratud footonite vabanemist." Laser" on lühike valguse võimendamiseks stimuleeritud kiirguse (stimuleeritud kiirguse valguse võimenduse) abil. See nimi kirjeldab lühidalt, kuidas laser töötab. Kuigi lasereid on palju erinevaid, on neil mõned põhiomadused. Laseris tuleb laserikeskkonda pumbata aatomite ergastamiseks. Üldiselt võivad suure intensiivsusega välgud või tühjenemine pumbata erutatud meediumit, mis võib tekitada suure hulga ergastatud olekuid (sealhulgas suure energiaga elektronide aatomid). Laseri tõhusaks toimimiseks peab olema suur arv ergastatud aatomeid . Üldiselt tuleb aatomeid stimuleerida tõusma kahe või kolme energiatasemeni üle põhiseisundi. See suurendab osakeste arvu inversiooni määra. Osakeste arvu inversioon on aatomite arv ergastatud olekus ja põhiaatomite arv. Kui laserkeskkonda pumbatakse, sisaldab see ergastatud elektronidega aatomipartiid. Põnevatel elektronidel on suurem energia kui madala kvaliteediga elektronidel. Täpselt nagu el ektronid suudavad ergutatud olekusse teatud hulga energiat neelata, elektronid võivad selle energia vabastada. Nagu on näidatud alloleval joonisel, võivad elektronid osa oma energiast vabastada seni, kuni nad lähevad madalamale tasemele. Vabanenud energia muundatakse footoni (valgusenergia) vorm. Emitatud footonil on kindel lainepikkus (värv), mis sõltub footoni vabastamisel elektroni energiaseisundist. Kaks aatomit, millel on sama elektronide olek, vabastavad sama lainepikkusega footoneid.
(4) laserlaser erineb tavalisest valgusest väga palju.
Sellel on järgmised omadused: laseri kiirgus on ühevärviline. Laser sisaldab valgust, millel on kindel lainepikkus (see tähendab, et see on kindel värv). Valguse lainepikkus määratakse energia abil, mille elektron vabastab madala energiaga orbiidil. Kiirgaval laseril on hea sidusus. Laseril on parem struktuur ja iga footon järgib teisi footoni liikumisi. Teisisõnu, kõigi footonite lained on täpselt samad. Laseril on hea suunavus. Laserkiir on kompaktne, kontsentreeritud ja väga energiline. Selle asemel hajub taskulambi valgus nõrga energia ja madala kontsentratsiooniga mitmes suunas. Nende kolme omaduse saavutamiseks peate läbima protsessi, mida nimetatakse stimuleeritud heitkoguseks. See nähtus ei esine tõenäoliselt tavalises taskulambis kuna selle aatomid kiirgavad juhuslikult footoneid. Laskmisel on aatom footonite organiseeritud emissioon. Aatomi emiteeritud footonil on kindel lainepikkus, mis sõltub erinevusest ergastatud oleku ja põhiseisundi vahelises energias. Kui footon (teatud energia ja faasiga) kohtub teise aatomiga ja aatomil on samas ergastatud olekus elektron, võib see ergastuse käivitada. Esimene footon võib kas ergastada või laske aatomil eraldada footoneid ja seejärel emiteerida footoneid (teise aatomi poolt kiirgatavaid footoneid), mis vibreerivad sama sageduse ja suunaga, kui footon siseneb footonisse. Teine laseri põhikomponent on peegelpaar, mis asub laserkeskkonna vastupidised otsad. Konkreetse lainepikkusega ja faasiline footon peegeldub laserikeskkonna vahel edasi-tagasi mõlemas otsas peegli peegelduse kaudu. Protsessi käigus stimuleerivad nad suure energiaga orbiidil madalamale - energeetiline rajahüpe, mis kiirgab rohkem sama lainepikkusega ja footonite faasi, millel on siis&"juga GG"; efekti ja seejärel kogus kiiresti laseritel ja footonite faasil suure hulga sama lainepikkusega. Laseri ühel küljel olev peegel KASUTAB&"; poolpeegeldav GG"; kattekiht, mis tähendab, et see peegeldab ainult osa valgusest, samal ajal kui teine valgus võib tungida. Läbiv valgus on laser.