Лазер

Лазерная лаборатория

Лазер (от англ. laser, акроним от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - «Усиление света посредством вынужденного излучения»), или оптический квантовый генератор — это устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.

По сути лазер - это оптический квантовый генератор, т.е. устройство, которое преобразует энергию накачки (которая в него вводится: химическая, световая, тепловая, электрическая) в энергию монохроматичного, когерентного и узконаправленного излучения. Физической основой работы лазера служит квантовомеханическое явление вынужденного (индуцированного) излучения.
Свойства и особенности лазеров разные, они могут быть непрерывными и импульсными, мощными и работающими в широкополосном диапазоне. Все эти особенности обуславливаются типом и методом накачки лазера.

Типы лазеров

По агрегатному состоянию активной среды лазеры делятся на три основных типа:

1. жидкостные

2. газовые

3. твердотельные

При этом существуют некоторые типы лазеров, которые в силу своих особенностей на данный момент выделяются в отдельную категорию. Например, волоконные лазеры. Несмотря на то, что он относится к твердотельным лазерам, о нём говорят, как об отдельном типе. Такая же ситуация и с полупроводниковыми (диодными) лазера. Когда они только появились о них говорили, как об отдельном типе.

Основа работы лазера

Физической основой работы лазера служит квантово-механическое явление вынужденного (индуцированного) излучения. Излучение лазера может быть непрерывным, с постоянной мощностью, или импульсным, достигающим предельно больших пиковых мощностей. В некоторых схемах рабочий элемент лазера используется в качестве оптического усилителя для излучения от другого источника.

Устройство лазера

Лазер состоит из трех элементов - рабочее тело (рабочая среда), механизм накачки и оптический резонатор. Они определяют тип лазера и то, чего вы можете достичь с его помощью.

1. Рабочее тело (рабочая среда)

В рабочей среде лазера генерируются фотоны. Это излучение происходит через оптические переходы в возбужденных атомах или молекулах.

2. Механизм накачки

Оптическая накачка - это процесс, с помощью которого вы добавляете энергию в среду.

3. Оптический резонатор

С помощью оптического резонатора вы определяете скорость излучения и свойства фотонов.

Классификация лазеров

Существующие лазеры делятся на виды по активному элементу на:

1. твердотельные;

2. газовые;

3. жидкостные;

4. полупроводниковые;

5. газодинамические.

По мощности генерируемого излучения лазеры разделяют на:

1. маломощные;

2. средней мощности;

3. мощные;

4. сверхмощные.

По длине генерируемой световой волны лазеры разделяют на:

1. рентгеновские;

2. ультрафиолетовые видимого спектра;

3. ближнего инфракрасного спектра;

4. инфракрасные.

Применение лазеров

В силу уникальных свойств излучения лазеров, они широко применяются во многих отраслях науки и техники, а также в быту (проигрыватели компакт-дисков, лазерные принтеры, считыватели штрих-кодов, лазерные указки и пр.).

В медицине лазеры применяются как бескровные скальпели, используются при лечении офтальмологических заболеваний (катаракта, отслоение сетчатки, лазерная коррекция зрения и др.).