LASER
Zastosowanie:
Urządzenie do wytwarzania spójnej, monochromatycznej słabo rozbieżnej wiązki promieniowania
Budowa i zasada działania:
Urządzenie wykorzystujące zjawisko emisji wymuszonej, zachodzącej sposób lawinowy ( skrót od angielskich słów: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania). Aby lawinowa emisja była możliwa, więcej atomów musi być w stanie wzbudzonym niż w stanie podstawowym ( inwersja obsadzeń). Dokonuje się tego za pomocą pompowania.
Emisja wymuszona jest to wysyłanie fotonu przez atom wzbudzony wywołane uderzeniem kwantu o częstości równej częstości jego emisji spontanicznej. Kwant wymuszający emisję nie ulega pochłonięciu i z atomu wylatują dwa kwanty o kierunku ruchu kwantu padającego.
Pompowanie jest to przeprowadzanie atomów ze stanu podstawowego do metatrwałego za pomocą strumienia padających elektronów lub fotonów ( pompowanie optyczne).
Inwersja poziomów energetycznych jest to sytuacja, w której więcej atomów jest w stanie wzbudzonym niż podstawowym.
Ośrodkiem czynnym w laserze morze być gaz w stanie atomowym. Najbardziej klasycznym laserem gazowym jest laser helowo – neonowy ( He – Ne) zbudowany przez Javana i jego współpracowników w roku 1961. Mieszanina gazów zawiera 15% He i 85% Ne pod ciśnieniem kilkaset razy mniejszym od ciśnienia atmosferycznego. Stosuje się tu pompowanie elektryczne. Atomy helu są wzbudzane w wyniku zderzeń niesprężystych z elektronami przyspieszanymi w polu elektrycznym wyładowania. Wzbudzone atomy helu przekazują w zderzeniach energię atomu neonu, które przechodzą w stan metastabilny. W efekcie dochodzi do inwersji obsadzeń i rozpoczyna się akcja laserowa. Jeśli moc pompowania jest dostatecznie duża to laser pracuje w sposób ciągły. Ubytek wzbudzonych atomów helu i neonu jest uzupełniany kosztem energii prądu elektrycznego. Ciągłość działania jest jedną z cech wyróżniających lasery gazowe.