Jakie są różne typy laserów?
Istnieją trzy rodzaje laserów: ciało stałe, gaz i ciecz. Chociaż wszystkie działają zgodnie z tymi samymi ogólnymi zasadami, są one zróżnicowane na podstawie medium, które wykorzystują do wytworzenia działania lasera.
W laserach na ciele stałym prąd elektryczny pompuje elektrony do ośrodka laserowego - zazwyczaj półprzewodnika - wzbudzające elektrony, które są utrwalone w ośrodku. Podekscytowane elektrony, doprowadzone do wyższych stanów energetycznych, stanu zwanego inwersją populacji, szybko rozpadają się z powrotem w niższe stany energetyczne, uwalniając nadmiar energii w postaci fotonów. Ostrożnie ustawione zwierciadła odbijają fotony uderzając o nie pod kątem 90 stopni tam iz powrotem, stymulując z kolei inne wzbudzone elektrony do emitowania fotonów o identycznych długościach fali, kierunkach propagacji i polaryzacji; jest to proces zwany wzmocnieniem. Ponieważ zwierciadła mają nierówny współczynnik odbicia, fotony ostatecznie są w stanie uciec, a ich moc wyjściowa stanowi działanie lasera.
Pierwsze półprzewodnikowe lasery półprzewodnikowe zostały zbudowane w 1963 r. Wcześniej, począwszy od pierwszego lasera zbudowanego w 1958 r., Lasery na ciele stałym były oparte na izolatorze, zwykle z wykorzystaniem szklanego lub krystalicznego medium, takiego jak rubin, pompowanego przez inny inne niż laserowe źródło światła w celu uzyskania inwersji populacji. W miarę rozwoju technologii lasery były używane do pompowania innych laserów. Lasery na ciele stałym mają różnorodne zastosowania medyczne i przemysłowe.
Lasery gazowe pojawiły się po raz pierwszy w 1960 roku. Początkowo jako medium stosowali mieszaninę helu i neonu, a później dwutlenek węgla. W obu przypadkach prąd elektryczny o wysokim napięciu i wysokiej częstotliwości powoduje wyładowanie elektryczne w rurze zawierającej gaz, co prowadzi do inwersji populacji . Lasery gazowe mogą także wykorzystywać silniejsze i lotne ośrodki, takie jak wodór i fluor - oba powszechnie występują w paliwie rakietowym - gdzie spalanie gazów działa jak pompa. Lasery gazowe są generalnie najsilniejszymi laserami i często wspominane w związku z donosowymi zastosowaniami wojskowymi, czyli „promieniami śmierci”.
Lasery płynne wykorzystują kolorowe związki przenoszone przez rozpuszczalnik, które są następnie pompowane przez inne źródła światła do punktu, w którym elektrony zajmują wyższe poziomy energii. Można użyć szerokiej gamy materiałów, w tym miedzi, chromu, barwników, soli metali, a nawet galaretki. Dzięki kontrolowanemu przepływowi płynu przepływającego przez pompę lasery ciekłe są łatwiej stabilizowane niż inne rodzaje laserów, co czyni je przydatnymi w separacji izotopów, pomiarach i produkcji układów scalonych.