:: Laser ::

Jeżeli więc układ będący w stanie równowagi oświetlimy odpowiednim promieniowaniem to w takim układzie absorpcja będzie przeważała nad emisją wymuszoną. Żeby przeważała emisja wymuszona, to w wyższym stanie energetycznym musi się znajdować więcej atomów (cząsteczek) niż w stanie niższym. Mówimy, że rozkład musi być antyboltzmanowski. Taki układ można przygotować na kilka sposobów min. za pomocą zderzeń z innymi atomami lub za pomocą pompowania optycznego.

Ten pierwszy sposób jest wykorzystywany w laserze helowo-neonowym. Schemat poziomów energetycznych dla tego lasera jest pokazany na rysunku obok. W tym laserze atomy neonu są wzbudzane do na poziom En’ w trakcie zderzeń ze wzbudzonymi atomami helu. Przejście na poziom En zachodzi wskutek emisji wymuszonej. Następnie atomy neonu przechodzą szybko do stanu podstawowego oddając energię w wyniku zderzeń ze ściankami.

Emisja wymuszona w laserze przedstawiona została na rysunkach poniżej. Na rysunku (a) foton zostaje „wprowadzony” do gazu. Foton wymusza emisję drugiego fotonu przez wzbudzony atom (b). Przez układ poruszają się dwa fotony. Wymuszona zostaje kolejna emisja i już trzy fotony o tej samej fazie poruszają się przez układ (c). Jeżeli na końcach zbiornika znajdują się lustra to ten proces będzie trwał aż wszystkie atomy wypromieniują nadmiar energii. Jeżeli jedno z tych zwierciadeł będzie częściowo przepuszczające to układ będzie opuszczała wiązka spójna - wszystkie fotony będą miały tę samą fazę. Inny sposób "odwrócenia" rozkładu boltzmanowskiego jest wykorzystany w laserze rubinowym. Laser zbudowany na ciele stałym składa się z pręta wykonanego z kryształu Al2O3, w którym jonami czynnymi są jony z grupy ziem rzadkich. Na końcach pręta są naniesione zwierciadła odbijające. Promieniowanie pompujące jest wytwarzane przez lampę błyskową umieszczoną wokół kryształu tak jak pokazano na rysunku poniżej.

Od czasu uruchomienia pierwszego na świecie lasera tj. od 1960 roku technologia tych urządzeń bardzo się rozwinęła. Obecnie działają zarówno lasery impulsowe jak i lasery o pracy ciągłej. Ośrodkami czynnymi w laserach są gazy, ciała stałe i ciecze, a zakres długości fal jest bardzo szeroki; od podczerwieni przez obszar widzialny aż do nadfioletu (ostatnio !!!).

Zastosowania laserów są wszechstronne.

- w odtwarzaczach i nagrywarkach (CD),

- w dalmierzach, celownikach

- przy obróbce mechanicznej

- holografia

*** WebLinki ***