Wat zijn de verschillende soorten lasers?
Er zijn drie soorten lasers: vaste toestand, gas en vloeistof. Hoewel alle werken volgens dezelfde algemene principes, zijn ze gedifferentieerd op basis van het medium dat ze gebruiken om de laserwerking te creëren.
In lasers in vaste toestand pompt een elektrische stroom elektronen in het lasermedium - meestal een halfgeleider - excitatie-elektronen die in het medium zijn gefixeerd. Gedreven in hogere energietoestanden, een toestand die bekend staat als een populatie-inversie, vervallen de geëxciteerde elektronen snel weer in lagere energietoestanden, waarbij de overtollige energie als fotonen vrijkomt. Zorgvuldig geplaatste spiegels stuiteren fotonen die ze in hoeken van 90 graden heen en weer raken en op hun beurt andere geëxciteerde elektronen stimuleren om fotonen met identieke golflengten, voortplantingsrichtingen en polarisaties uit te zenden; dit is een proces dat versterking wordt genoemd. Omdat de spiegels een ongelijke reflectiviteit hebben, kunnen de fotonen uiteindelijk ontsnappen en vormt hun output de laserwerking.
De eerste halfgeleidergebaseerde lasers in vaste toestand werden gebouwd in 1963. Daarvoor, en beginnend met de eerste laser die ooit in 1958 werd gebouwd, waren lasers in vaste toestand op isolator gebaseerd, meestal met behulp van een glas- of kristalmedium zoals robijn dat door een andere werd gepompt niet-laserlichtbron om een populatie-inversie te bereiken. Naarmate de technologie zich ontwikkelde, werden lasers gebruikt om andere lasers te pompen. Solid state lasers hebben een verscheidenheid aan medische en industriële toepassingen.
Gaslasers verschenen voor het eerst in 1960. Aanvankelijk gebruikten ze een mengsel van helium en neon als medium, met kooldioxide later. In beide gevallen veroorzaakt een hoogspanning, hoogfrequente elektrische stroom een elektrische ontlading in een buis die het gas bevat, wat leidt tot een populatie-inversie . Gaslasers kunnen ook krachtigere en vluchtige mediums gebruiken, zoals waterstof en fluor - beide worden meestal aangetroffen in raketbrandstof - waarbij de verbranding van de gassen fungeert als een pomp. Gaslasers zijn over het algemeen de krachtigste lasers en worden vaak genoemd in verband met quixotische militaire toepassingen, ook wel 'doodstralen' genoemd.
Vloeibare lasers maken gebruik van gekleurde verbindingen gedragen door een oplosmiddel, die vervolgens via andere lichtbronnen worden gepompt naar het punt waar elektronen hogere energieniveaus bezetten. Een breed scala aan materialen kan worden gebruikt, waaronder koper, chroom, kleurstoffen, metaalzouten of zelfs jello. Met een gecontroleerde vloeistofstroom die over de pomp stroomt, zijn vloeibare lasers gemakkelijker gestabiliseerd dan andere soorten lasers, waardoor ze bruikbaar zijn bij isotopenscheiding, meten en de productie van geïntegreerde schakelingen.