Vilka är de olika typerna av lasrar?

Det finns tre typer av lasrar: fast tillstånd, gas och vätska. Samtidigt som alla arbetar enligt samma allmänna principer, är de differentierade utifrån det medium de använder för att skapa laserverkan.

I fast tillståndslaser pumpar en elektrisk ström elektroner till lasermediet - vanligtvis en halvledare - spännande elektroner som är fixerade i mediet. Drivs till högre energitillstånd, ett tillstånd som kallas en inversion av befolkningen, försvinner de upphetsade elektronerna snabbt tillbaka till lägre energitillstånd och frigör överskottsenergin som fotoner. Försiktigt placerade speglar studsar fotoner som träffar dem i 90 graders vinklar fram och tillbaka, i sin tur stimulerar andra upphetsade elektroner att avge fotoner med identiska våglängder, utbredningsriktningar och polarisationer; detta är en process som kallas förstärkning. Eftersom speglarna har en ojämn reflektivitet kan fotonerna så småningom fly och deras utgång utgör laserverkan.

De första halvledarbaserade halvledarbaserade lasrarna byggdes 1963. Innan dess, och med början med den första lasern som någonsin byggdes 1958, var solid-state-lasrar isoleringsbaserade, vanligtvis med ett glas eller kristallmedium som rubin som pumpades av en annan icke-laser ljuskälla för att uppnå en inversion av befolkningen. När tekniken utvecklades användes lasrar för att pumpa andra lasrar. Solid state-lasrar har olika medicinska och industriella tillämpningar.

Gaslasrar dök först ut 1960. Ursprungligen använde de en blandning av helium och neon som deras medium, med koldioxid som kom senare. I båda fallen skapar en högspänning, högfrekvent elektrisk ström en elektrisk urladdning i ett rör som innehåller gasen, vilket leder till en inversionspopulation . Gaslasrar kan också använda kraftfullare och flyktiga medier som väte och fluor - båda finns ofta i raketbränsle - där förbränningen av gaserna fungerar som en pump. Gaslasrar är i allmänhet de mest kraftfulla lasrarna och nämns ofta i samband med quixotiska militära applikationer, även "dödsstrålar."

Flytande lasrar använder färgade föreningar som bärs av ett lösningsmedel, som sedan pumpas via andra ljuskällor till den punkt där elektroner upptar högre energinivåer. Ett brett spektrum av material kan användas, inklusive koppar, krom, färgämnen, metalliska salter eller till och med gelé. Med ett kontrollerat fluidflöde som passerar över pumpen, stabiliseras vätskelasrar lättare än andra typer av lasrar, vilket gör dem användbara vid isotopseparation, mätning och tillverkning av integrerade kretsar.