Como funciona um laser?

O laser (amplificação de luz por emissão estimulada de radiação) é um triunfo da óptica moderna. Ao explorar um efeito mecânico quântico chamado emissão estimulada, os lasers geram um feixe coerente e quase monocromático de fótons. As fontes de luz não-laser geralmente geram feixes de luz incoerentes e não focados em vários comprimentos de onda, proibindo determinadas aplicações.

Para criar um laser, dois componentes são necessários-um meio de ganho e uma cavidade óptica ressonante. Para um meio de ganho, certos cristais, óculos, gases, semicondutores e até líquidos tingidos podem ser usados. O meio de ganho é estimulado por uma fonte de bomba de energia, como uma corrente elétrica ou outro laser. O meio absorve a energia, excitando os estados das partículas no meio. Após um certo limiar, é alcançado a inversão da população, é alcançada, a luz brilhando através do meio causa emissão mais estimulada, ou liberação de energia do que a absorção.

Uma cavidade óptica ressonante é uma especificaçãoCâmara de tamanho aliado com um espelho em uma extremidade e um espelho semi-prateado no outro. As duas superfícies reflexivas causam luz presa para dentro e para trás através do meio de ganho, adquirindo maior energia a cada passagem. Quando esse efeito se nivela, diz -se que o ganho está saturado e a luz se torna verdadeira luz a laser. Diferentes médiuns de ganho dão origem a lasers de diferentes comprimentos de onda.

Duas variedades de laser são contínuas e pulsos. O laser contínuo é mais útil para a maioria das aplicações, mas a energia em um laser de pulso pode ser muito grande. O grau em que o feixe diverge ao longo do tempo varia inversamente com proporção ao seu diâmetro. Pequenas vigas divergem rapidamente, enquanto as maiores permanecem coerentes.

Quando o laser foi patenteado pela Bell Labs em 1960, não pôde receber imediatamente nenhuma aplicação, embora espectrometria, interferometria, radar e fusão nuclear wdiscutidos como possíveis áreas de interesse. Hoje, o laser está entre as mais versáteis de maravilhas tecnológicas, com aplicações em armazenamento de dados e recuperação, corte a laser, correção da visão, levantamento, medições, holografia e exibição e até fusão nuclear. A intensidade máxima de pulso a laser alcançável aumentou exponencialmente desde meados da década de 1980. Um dia, os lasers podem ser usados ​​para gerar reações líquidas de fusão produtora de energia, fornecendo energia para toda a raça humana. Eles também podem ser usados ​​para empurrar velas solares para as profundezas do espaço sideral.