レーザーはどのように機能しますか？

レーザー（放射線の刺激放出による光増幅）は、現代の光学系の勝利です。 刺激放出と呼ばれる量子機械効果を活用することにより、レーザーは光子のコヒーレント、ほぼ単色ビームを生成します。 非レーザー光源は、通常、さまざまな波長で一貫性のない、焦点を絞っていない光のビームを生成し、特定のアプリケーションを禁止します。

レーザーを作成するには、2つのコンポーネントが必要です。 ゲイン媒体の場合、特定の結晶、メガネ、ガス、半導体、さらには染色された液体さえも使用できます。 ゲイン培地は、電流や別のレーザーなどのエネルギーポンプ源によって刺激されます。 媒体はエネルギーを吸収し、培地内の粒子の状態を刺激します。 集団反転と呼ばれる特定のしきい値が達成された後、培地を通して光を輝かせると、吸収よりも刺激された放出またはエネルギーの放出が発生します。一方の端に鏡が付いた味方のチャンバーと、もう一方の端に半販売された鏡があります。 2つの反射表面により、光が閉じ込められてゲイン媒体を前後に反射し、各パスでより大きなエネルギーを獲得します。 この効果がレベルを上げると、ゲインは飽和していると言われ、光は真のレーザー光になります。 異なるゲイン媒体は、異なる波長のレーザーを引き起こします。

2種類のレーザーが連続的で脈拍されています。 連続レーザーはほとんどのアプリケーションにとってより有用ですが、パルスレーザーのエネルギーは非常に大きくなる可能性があります。 ビームが時間の経過とともに分岐する程度は、その直径に比例して反比例します。 小さな梁は急速に分岐しますが、大きな梁は一貫性があります。

1960年にベルラボによってレーザーが特許を取得した場合、分光測定、干渉、レーダー、核融合wになりましたが、すぐにはアプリケーションを提供できませんでした。関心のある潜在的な分野として議論されています。 今日、このレーザーは、データストレージと検索、レーザー切断、視力補正、測量、測定、ホログラフィとディスプレイ、さらには核融合のアプリケーションを備えた、技術的な驚異の最も汎用性のあるものの1つです。 1980年代半ば以降、最大達成可能なレーザーパルス強度は指数関数的に増加しています。 ある日、レーザーを使用して、正味のエネルギーを生成する融合反応を生成し、人類全体にエネルギーを提供します。 また、ソーラーセールを宇宙空間の深さに押し込むためにも使用される場合があります。