Что такое лазеры?

               
    Лазеры – это приборы, создающие мощные пучки света. Электромагнитное излучение в лазерном свете имеет одну длину, и все волны колеблются в одной фазе.
 
   Атом излучает световой фотон, когда электрон в этом атоме переходит с высокого энергетического уровня, называемого возбуждённым состоянием, на более низкий. Чаще всего возбуждённые электроны испускают свет самопроизвольно. Этот процесс называют спонтанной эмиссией. Но иногда особенности возбуждённого состояния не позволяют электронам испускать свет, если на них не подействует другой фотон. Этот процесс называется вынужденной эмиссией. Испущенный при этом фотон имеет туже длину волны, что и выбивший его фотон, и у обоих колебание происходит в одной фазе. Фотоны, у которых длины волн и фазы колебаний совпадают, называются когерентными. Именно когерентность лазерного света не даёт лазерному пучку расходиться в стороны и делает его необычайно мощным.

    В  отличие от обычного света, фотоны  в лазерном пучке имеют одну и ту же длину волны и синхронизированы по фазе.

    Лазеры содержат вещество, которое можно «накачать» до возбужденного состояния, но оно не испускает свет самопроизвольно. Энергия, поступающая  от  лампы-вспышки  или от электротока, возбуждает атомы вещества. Первый лазер, созданный в 1960г. был рубиновым. В таком лазере имеется стержень из искусственного рубина с зеркальными концами. Вспышки белого света от свёрнутой в спираль газоразрядной импульсной лампы, обвивающей стержень, возбуждает атомы в стержне. Возбуждённый атом самопроизвольно испускал фотон, который вынуждает другие возбуждённые атомы испускать фотон той же частоты. Фотоны мечутся между зеркалами на конце стержня. Одно из зеркал полупрозрачно, так что лазерный пучок после многократных отражений внутри стержня может выйти наружу.

    В других лазерах вместо рубина применяют газовые смеси или растворы красителей. В газовых лазерах энергию, необходимую для возбуждения атомов газа, поставляет электрический разряд. Гелиево-неоновые лазеры дают красный цвет, а аргоновый лазер – зелёный. Лазеры на углекислом газе испускают инфракрасное излучение. Лазеры на красителях можно «настраивать» на разные частоты, меняя состав смеси красителя. Совершенствование технологий позволило создать компактные и очень эффективные лазеры на полупроводниковых кристаллах. Лазерный луч может пройти много километров, не расширяясь и не ослабевая. Его свет столь мощен, что он способен резать бумагу, живые ткани, дерево и даже металл. В сканерах для считывания штрихкодов и в проигрывателях компакт-дисков лазерный луч передаёт информацию, сканируя (постепенно двигаясь) поверхности. Лазеры посылают импульсы по волоконно-оптическим кабелям в системах связи.


Рецензии