"Laser" on akronüümLõigeAvõimendamine pooltSstimuleeritudEmissioonRkiirgamine
Laser tekib siis, kui optiliste materjalide, näiteks klaasi, kristalli või gaasi aatomites olevad elektronid neelavad elektrivoolu või valguse energiat. See lisaenergia "ergastab" elektrone piisavalt, et liikuda madalama-energiaga orbiidilt kõrgema-energiaga orbiidile aatomi tuuma ümber.
Laser kasutab ära aatomite kvantomadusi, mis neelavad ja kiirgavad valgusosakesi, mida nimetatakse footoniteks. Kui aatomites olevad elektronid naasevad oma normaalsele orbiidile-või "põhiolekule"-kas spontaanselt või valguse või muu energiaallikaga, mõnel juhul isegi mõne muu laseriga "stimuleerituna", kiirgavad nad rohkem footoneid.
Valgusest saadav energia "ergastab" optiliste materjalide aatomites olevaid elektrone ja need liiguvad kõrgema energiaga -orbiidile. Kui elektronid naasevad oma tavapärasele orbiidile spontaanselt või valguse või energiaga "stimuleerituna", kiirgavad nad valgusosakesi, mida nimetatakse footoniteks.
Valgus liigub lainetena. Tavaline nähtav valgus, näiteks majapidamises kasutatavast lambipirnist või taskulambist, koosneb mitmest lainepikkusest või värvist ja on ebaühtlane, mis tähendab, et valguslainete harjad ja lohud liiguvad erinevatel lainepikkustel ja eri suundades.
Laserikiires on valguslained "koherentsed", mis tähendab, et footonite kiir liigub samas suunas ja samal lainepikkusel. See saavutatakse pingestatud elektronide saatmisega läbi optilise "võimenduskandja", näiteks tahke materjali nagu klaas või gaas.
Valguse konkreetse lainepikkuse määrab energia hulk, mis vabaneb ergastatud elektroni langemisel madalamale orbiidile. Sisestatava energia tasemeid saab kohandada vastavalt võimenduskeskkonnas olevale materjalile, et saada soovitud kiire värv.
Laseri optilise materjali ühel küljel olev peegel põrkab footoni tagasi elektronide poole. Peeglite vaheline ruum ehk "õõnsus" on kujundatud nii, et konkreetset tüüpi optilise võimenduskandja jaoks soovitud footon juhitakse tagasi keskkonda, et stimuleerida selle footoni peaaegu täpse klooni emissiooni. Nad mõlemad liiguvad samas suunas ja kiirusega, et põrgata teiselt poolt teiselt peeglilt tagasi ja korrata kloonimise protsessi.
Kahest saab neli, neljast kaheksa ja nii edasi, kuni footonid on piisavalt võimendatud, et nad kõik saaksid peeglitest ja optilisest materjalist täiuslikus kooskõlas liikuda. Mõelge neile kui roosiparaadi marsibändi sünkroniseeritud liikmetele. Ja see üksmeel annab laserile oma jõu. Laserkiired võivad jääda teravaks teravustamiseks suurte vahemaade tagant, isegi Kuule ja tagasi.
Lasereid on kasutatud alates 1960. aastast, kuigi idee ulatub tagasi 1900. aastasse (vt "Laserite ja laserfusiooni pioneeride pärand").
Tänapäeval on lasereid paljudes suurustes, kujundites, värvides ja võimsustasemetes ning neid kasutatakse kõigeks alates operatsioonidest haiglates ja lõpetades triipkoodiskanneritega toidupoes ja isegi muusika, filmide ja videomängude mängimisega kodus. Võimalik, et olete läbinud LASIK-operatsiooni, mis korrigeerib teie nägemist, kasutades silma sarvkesta ümberkujundamiseks väikest laserit.
Mõned laserid, näiteks rubiinlaserid, kiirgavad lühikesi valgusimpulsse. Teised, nagu heelium-neoongaaslaserid või vedelvärvilaserid, kiirgavad pidevat valgust. NIF, nagu rubiinlaser, kiirgab valgusimpulsse, mis kestavad vaid miljardikuid sekundit. Laservalgus ei pea olema nähtav. NIF-kiired algavad nähtamatu infrapunavalgusena ja läbivad seejärel spetsiaalse optika, mis muudab need nähtavaks roheliseks valguseks ja seejärel nähtamatuks suure{4}energiaga ultraviolettvalguseks, et tagada sihtmärgiga optimaalne koostoime.
Laserid võivad olla mikrokiipide väikesed koostisosad või sama suured kui NIF, maailma kõige energilisem laser, mis asub 10-korruselises ja kolme jalgpalliväljaku laiuses hoones.
